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2 Mar, 2024

Le chaos moléculaire est à l’origine d’un puissant revêtement antigivre

Le chaos moléculaire est à l’origine d’un puissant revêtement antigivre

Gabriel Hernandez Rodriguez, coauteur de l’étude, montre son revêtement antigivre.

À l’avenir, il pourrait être beaucoup plus facile de gratter la glace sur la vitre de votre voiture grâce à un nouveau revêtement pulvérisé mis au point par des scientifiques autrichiens. Cela est dû à la façon dont les molécules s’alignent – ou ne s’alignent pas – au cours de son processus de création de haute technologie.

Les revêtements antigivre ne sont pas nouveaux, mais ils ont toujours posé des problèmes, explique une équipe de chercheurs de l’université technologique de Graz (TU Graz), en Autriche. En premier lieu, ils se détachent souvent des surfaces qu’ils sont censés protéger du gel.

Les chercheurs ont donc entrepris d’améliorer le processus. Ils ont utilisé une technique de fabrication connue sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur (iCVD : initiated chemical vapor deposition). Cette technique consiste à appliquer deux substances sous forme de gaz sur une surface à recouvrir. Ce procédé a été utilisé au fil des ans dans des domaines aussi variés que la transformation du dioxyde de carbone en graphène ou la fabrication de meilleures batteries lithium-ion.

Dans le cas présent, un apprêt très adhésif a été combiné à un polymère glacé. Lorsque le gaz a été déposé sur la surface, il était principalement constitué de l’apprêt, ce qui lui a permis d’établir une liaison très forte avec la surface. Au fur et à mesure que le processus de pulvérisation se poursuivait, les chercheurs ont augmenté la quantité de matériau résistant à la glace de zéro à 100 % du mélange. Ils ont ainsi obtenu un revêtement à deux couches, avec une forte adhérence en dessous et une surface extérieure qui empêchait la formation de cristaux de glace.

Selon les chercheurs, le mécanisme à l’origine de cet effet de destruction de la glace n’avait jamais été observé auparavant. Ils ont découvert que les molécules du revêtement s’organisaient de manière aléatoire en motifs horizontaux et verticaux qui empêchaient la formation de glace.

« Le matériau repoussant la glace est constitué de molécules allongées qui adhèrent à l’apprêt dans une orientation verticale ou horizontale », explique Gabriel Hernández Rodríguez, coauteur de l’étude et membre de l’Institut de physique des solides de l’université technique de Graz. « Plus nous appliquons le matériau en couche épaisse, plus l’alternance entre les molécules verticales et horizontales devient aléatoire. Et plus l’arrangement à la surface est aléatoire, plus l’effet répulsif sur la glace est important ».

L’équipe a pu démontrer que son revêtement était capable non seulement de réduire les niveaux d’adhérence de la glace, mais aussi d’abaisser le point de congélation de l’eau qui le touche.

Alors que les propriétaires de voitures dans les climats froids peuvent rêver d’utiliser le spray pour enduire les vitres de leur voiture et rendre les matins glacés un peu plus faciles, les chercheurs ont d’autres idées en tête pour le spray, comme accélérer le dégivrage des avions et garder les équipements de détection délicats à l’abri du gel.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c18630

https://www.tugraz.at/en/tu-graz/services/news-stories/tu-graz-news/singleview/article/tu-graz-entwickelt-neuartige-beschichtung-gegen-eis