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Livre

Sticky : La science secrète des surfaces

Laurie Sans Clin D’oeil

Bloomsbury

EN TRAIN DE REGARDER la peinture sèche n’est normalement pas une affaire très excitante. Mais il s’avère qu’il se passe plus à la surface – et en fait sur toutes les surfaces – qu’il n’y paraît. Comprendre ce qui se passe là-bas pourrait nous aider à améliorer la façon dont nous concevons et concevons technologies et élucider les questions scientifiques clés.

Du moins, c’est ce que dit Laurie Winkless dans son nouveau livre Sticky : La science secrète des surfaces. C’est un regard révélateur sur les forces en jeu lorsque les matériaux entrent en contact, et sur les expérimentations et innovations issues de l’étude de ces interactions dans des environnements naturels et artificiels.

Le livre commence par démystifier les termes mêmes auxquels nous pourrions penser lorsque deux choses se rencontrent : le caractère collant ou glissant. Il n’y a pas de définitions ou de moyens de mesurer à quel point quelque chose est collant ou glissant, écrit Winkless.

En ce qui concerne l’adhésivité, les interactions qui se produisent au point où une surface en rencontre une autre – que ce soit l’air, l’eau ou un autre milieu – sont ce qui compte. Faire un bon pot de peinture, par exemple, tout est question de réactions chimiques, de la façon dont les pigments et les liants se mélangent à la façon dont la peinture sèche à l’air.

Avec le séchage, faire en sorte que le pigment reste à la surface une fois que l’eau s’évapore est un défi. Des considérations prudentes qui s’appuient sur science fondamentale des particules – y compris les interactions entre les pigments hydrophiles et les molécules hydrophobes – sont essentielles pour que la peinture adhère parfaitement en séchant.

Au cœur de la plupart des interactions de surface se trouve friction, la force qui résiste au mouvement lorsque les surfaces glissent les unes contre les autres, maintenant les objets en place ou les ralentissant. Un exemple du pouvoir de friction qu’explore Winkless est le gecko, un animal qui a intrigué et fasciné les chercheurs pendant des décennies. Connu pour la remarquable capacité de collage et de décollement de ses pieds, le gecko peut saisir et se déplacer facilement sur la plupart des surfaces, même celles qui sont inversées ou glissantes.

Des études ont maintenant révélé que cela est dû aux minuscules poils recouvrant les orteils du gecko. L’adhérence est « activée » par de petites forces électrostatiques se formant entre le pied et la surface, puis « désactivée » simplement en inclinant le pied différemment.

Les les pieds ultra-collants du gecko – « l’adhésif on-off le plus intelligent au monde », dit Winkless – sont si impressionnants qu’ils ont inspiré des robots capables de redimensionner des surfaces et des coussinets adhésifs permettant aux humains d’escalader des murs de verre. « Nous pouvons créer, construire, assembler, améliorer et embellir des objets grâce à une conception et une chimie intelligentes », écrit Winkless. « À mon avis, il ne fait aucun doute que la science des surfaces façonne notre monde. »

Même ainsi, le contact entre les surfaces peut ne pas être tout à fait ce qu’il semble – puisque même les surfaces sèches ont probablement un film de l’eau entre eux, et beaucoup sont rugueux et inégaux. Cela signifie que nous devons zoomer si nous voulons savoir ce qui se passe réellement, explique Winkless. Pour ce faire, elle examine comment les choses entrent en contact au niveau atomique, en explorant les technologies nanométriques utilisées dans le soudage et les lubrifiants, et les outils microscopiques pour mesurer le frottement.

La friction est peut-être la plus grande énigme de toutes. Nous n’avons toujours pas trouvé comment combler le fossé entre la friction à l’échelle atomique et les systèmes plus grands et plus classiques, tels que les moteurs. Si nous pouvions comprendre cela, ce serait «transformateur», écrit Winkless, et pourrait aider pour tout, de la construction de nanorobots à la conception d’instruments de précision.

« Malgré l’étonnante complexité des surfaces, nous avons en quelque sorte appris à les naviguer et à les contrôler »

Mais elle est optimiste sur le fait que nos connaissances actuelles ne vont pas nous freiner. « Malgré l’étonnante complexité de la science des surfaces, nous avons en quelque sorte appris à naviguer et, dans de nombreux cas, à la contrôler… se concentrer uniquement sur ce que nous ne connaissons pas ne rendrait pas service à ce que nous savons », écrit-elle. .

Sur ce front, Collant fonctionne certainement comme une introduction complète aux surfaces, ou au « monde qui se cache à la vue de tous », comme le dit Winkless. Elle s’appuie sur une multitude de travaux pour démontrer qu’il y a beaucoup à apprendre en nous concentrant sur ces interfaces – peut-être même assez pour vous convaincre que regarder la peinture sécher n’est pas ennuyeux après tout.

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