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Écrit par Dr Amit Pratap Singh
Évalué par Dr Alidad Amirfazli
Revu: 28
Il s’agit d’un guide pratique de la science des surfaces pour les chercheurs travaillant dans l’industrie des transports.
Dans ce tout nouveau guide, vous apprendrez tout sur :
Plongeons dans le vif du sujet.
L’industrie du transport dispose d’un large éventail de prestataires de services, notamment le transport aérien, routier, ferroviaire et maritime. Cela va au-delà du simple mouvement, et comprend également l’entreposage, la manutention, l’arrimage et les services à valeur ajoutée tels que l’emballage, l’étiquetage et l’assemblage. L’optimisation des caractéristiques de surface en fonction des besoins spécifiques de chaque service joue un rôle crucial dans tous ces domaines, améliorant ainsi l’efficacité globale.
Nous utilisons les propriétés de surface importantes ci-dessous pour comprendre le comportement des produits de transport et améliorer leur qualité.
Young – Méthode Laplace
Méthode polynomiale
Angle de contact dynamique
Idéalement, lorsque nous plaçons une goutte sur une surface solide, il existe un angle unique entre le liquide et la surface solide. Nous pouvons calculer la valeur de cet angle de contact idéal (ce qu’on appelle l’angle de contact de Young) à l’aide de l’équation de Young. En pratique, en raison de la géométrie de surface, de la rugosité, de l’hétérogénéité, de la contamination et de la déformation, la valeur de l’angle de contact sur une surface n’est pas nécessairement unique mais se situe dans une plage. Nous appelons les limites supérieure et inférieure de cette plage l’angle de contact qui avance et l’angle de contact qui s’éloigne, respectivement. Les valeurs des angles d’avancement et de recul des angles de contact pour une surface solide sont également très sensibles. Ils peuvent être affectés par de nombreux paramètres, tels que la température, l’humidité, l’homogénéité et la contamination infime de la surface et du liquide. Par exemple, les angles de contact d’avancement et de recul d’une surface peuvent différer à différents endroits.
Les surfaces et les revêtements pratiques présentent naturellement une hystérésis d’angle de contact, indiquant une gamme de valeurs d’équilibre. Lorsque nous mesurons les angles de contact statiques, nous obtenons une seule valeur dans cette plage. S’appuyer uniquement sur des mesures statiques pose des problèmes, tels qu’une mauvaise répétabilité et une évaluation incomplète de la surface en ce qui concerne l’adhérence, la propreté, la rugosité et l’homogénéité.
Dans les applications pratiques, nous devons comprendre la facilité d’étalement du liquide (angle d’avancement) et la facilité d’évacuation (angle de retrait) d’une surface, comme dans la peinture et le nettoyage. La mesure des angles d’avancement et de recul offre une vue holistique de l’interaction liquide-solide, contrairement aux mesures statiques, qui produisent une valeur arbitraire dans la plage.
Ces informations sont cruciales pour les surfaces du monde réel avec des variations, une rugosité et une dynamique, aidant des industries telles que les cosmétiques, la science des matériaux et la biotechnologie à concevoir des surfaces efficaces et à optimiser les processus.
Découvrez comment la mesure de l’angle de contact est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de contact, lisez notre mesure de l’angle de contact : le guide définitif
Cette propriété mesure la force qui agit à la surface d’un liquide, dans le but de minimiser sa surface.
Tension superficielle dynamique
La tension superficielle dynamique diffère de la tension superficielle statique, qui fait référence à l’énergie de surface par unité de surface (ou à la force agissant par unité de longueur le long du bord d’une surface liquide).
La tension superficielle statique caractérise l’état d’équilibre de l’interface liquide, tandis que la tension superficielle dynamique tient compte de la cinétique des changements à l’interface. Ces changements peuvent impliquer la présence de tensioactifs, d’additifs ou de variations de température, de pression et de composition à l’interface.
La tension superficielle dynamique est essentielle pour les processus qui impliquent des changements rapides à l’interface liquide-gaz ou liquide-liquide, tels que la formation de gouttelettes et de bulles ou la coalescence (changement de surface), le comportement des mousses et le séchage des peintures (changement de composition, par exemple, évaporation du solvant). Nous le mesurons en analysant la forme d’une gouttelette suspendue au fil du temps.
La tension superficielle dynamique s’applique à diverses industries, notamment les cosmétiques, les revêtements, les produits pharmaceutiques, la peinture, l’alimentation et les boissons, ainsi que les processus industriels, où la compréhension et le contrôle du comportement des interfaces liquides sont essentiels pour la qualité du produit et l’efficacité des processus.
Apprenez comment la mesure de la tension superficielle est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de la tension superficielle : le guide définitif
Découvrez comment la mesure de l’énergie de surface est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de l’énergie de surface : le guide définitif
L’angle de glissement mesure l’angle auquel un film liquide glisse sur une surface solide. Il est couramment utilisé pour évaluer la résistance au glissement d’une surface.
Apprenez comment la mesure de l’angle de glissement est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de glissement, lisez notre Mesure de l’angle de glissement : le guide définitif
Dans l’industrie du transport, plusieurs études de cas illustrent les avantages de la réalisation de mesures de propriétés de surface.
Pour lutter contre la menace dangereuse de l’accumulation de glace sur les ailes des avions, des revêtements sont développés avec un double objectif : l’antigivrage et le dégivrage. Ces revêtements doivent repousser efficacement les gouttelettes d’eau, empêcher la formation de glace à l’état vapeur et liquide et, surtout, réduire considérablement l’adhérence de la glace une fois qu’elle se forme. La mesure de l’angle de contact et de l’angle de glissement devient cruciale pour évaluer l’efficacité des revêtements superhydrophobes pour le dégivrage. En concevant des revêtements phobiques de la glace avec un faible angle de glissement, nous pouvons empêcher la glace de coller et faciliter son retrait, ce qui permet d’économiser du temps et des ressources lors des procédures de dégivrage.
Malgré leurs excellentes propriétés mécaniques et thermiques, les alliages de titane utilisés dans l’aérospatiale et le transport automobile souffrent d’une faible adhérence et d’une faible corrosion. Pour relever ce défi, nous pouvons créer des surfaces à faible mouillage sur le substrat de l’alliage. L’anodisation, par exemple, peut être utilisée sur l’alliage Ti6Al4V pour obtenir un angle de contact avec l’eau remarquable de 158° et un angle de glissement de 5,3°, créant ainsi une surface hautement anti-adhésive. Alternativement, une combinaison de sablage et d’une méthode hydrothermale peut être utilisée pour préparer des structures hiérarchiques à l’échelle micro-nanométrique sur des alliages Ti6Al4V. Cette méthode améliore encore l’angle de contact avec l’eau à 161° et l’angle de glissement à seulement 3°, ce qui améliore considérablement les propriétés antiadhésives.
Si vous êtes intéressé par la mise en œuvre de ces applications ou de toute autre application, veuillez nous contacter.
Dans une industrie où la précision règne en maître, vers qui les fabricants de transport se tournent-ils pour s’assurer que leurs produits peuvent survivre à un examen minutieux ? La réponse se trouve dans les normes et les directives : la boussole qui guide les fabricants de cosmétiques dans le labyrinthe complexe de la qualité et de la performance.
Cette norme est précieuse pour évaluer la mouillabilité de surface. Selon cette norme, une surface qui accepte facilement le mouillage est plus propice à l’obtention d’une adhérence et d’une apparence favorables du revêtement, et moins sensible aux défauts associés à la tension superficielle, tels que le rampement, les cratères, les trous d’épingle et la peau d’orange. La procédure consiste à mesurer l’angle de contact lorsqu’une gouttelette de liquide est appliquée sur une surface revêtue, un substrat ou un disque de pigment préformé. Se concentrant spécifiquement sur l’avancement des angles de contact, cette pratique est conçue pour compléter les instructions du fabricant pour l’appareil de mesure, servant de guide supplémentaire sans remplacer les directives du fabricant.
Nous espérons que ce guide vous a montré comment appliquer la science des surfaces dans l’industrie cosmétique.
Maintenant, nous aimerions vous céder la parole :
Droplet Lab a été fondé en 2016 par le Dr Alidad Amirfazli, membre du corps professoral de l’Université York, et deux de ses chercheurs, le Dr Huanchen Chen et le Dr Jesus L. Muros-Cobos.
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