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Matériaux hydrophobes

Actuellement, le phénomène super-hydrophile sur le photocatalyseur a été mis en évidence. Dans notre environnement quotidien, la surface d’un matériau repousse l’eau de quelques degrés. Ce degré d’eau repoussé est mesuré à l’aide d’une goutte d’eau posée à la surface du matériau. Sur le verre ou d’autres matériaux inorganiques, l’eau a un angle de contact compris en 20 et 30 degrés. Avec des résines, l’angle de contact de l’eau est généralement compris entre 70 à 90 degrés. Avec une résine hydrophobique, telle qu’une résine siliconée, l’angle de contact est supérieur à 90 degrés.

Peu de matériaux ont un angle de contact inférieur à 10 degrés, avec comme exception quelques matériaux adsorbant l’eau et qui ont été activés par du savon ou d’autres agents similaires. Lorsque l’angle de contact devient proche de zéro, la surface du matériau ne retient plus l’eau et on dit qu’elle est « super-hydrophile ». Cependant, ces surfaces ne conservent pas ce caractère hydrophile très longtemps.

Quand la surface photocatalytique est exposée à un rayonnement U.V., l’angle de contact à la surface du TiO2 avec l’eau diminue graduellement. Après une exposition suffisante à la lumière, la surface devient super hydrophile. Ce caractère particulier peut être obtenu pendant un ou deux jours. L’angle de contact augmente progressivement durant cette période et devient hydrophobe. A ce stade, la super hydrophilité peut être retrouvée grâce à une exposition à la lumière U.V.. Ce type de photocatalyseur est le seul connu possédant une propriété super hydrophile semi-permanente.


 Caractère super hydrophile d’une surface


La figure précédente représente une utilisation du caractère super hydrophile appliqué à une plaque de verre. Seule la partie droite du verre a été irradiée et est super hydrophile. Lorsque de la vapeur d’eau est projetée sur la plaque, la partie de droite ne retient absolument pas l’eau. La partie droite reste totalement transparente.

Bien qu’une surface super-hydrophile soit très utile, dans certains cas une surface super-hydrophobe est préférable. Par exemple, sur les pare-brise automobiles, sur une surface super-hydrophile, le vent crée une distorsion de l’eau les jours de pluie. Pour une telle application, une surface super-hydrophobe, c’est-à-dire ayant un angle de contact supérieur à 150°, permet d’éliminer immédiatement l’eau. La surface super-hydrophobe est obtenue par dépôt en film mince d’un gel de boehmite (AlOOH) et d’acétylacétonate (Al(C5H7O2)3). Le film est ensuite calciné à 500°C. Le film le plus super-hydrophobe obtenu par cette méthode possède un angle de contact de 160° avec l’eau. Généralement, le caractère super-hydrophobe se détériore rapidement à l’extérieur car la surface se sature en matières grasses. C’est à ce moment que le TiO2 joue un rôle très important. En effet, l’incorporation de TiO2 dans le gel permet d’obtenir une photoactivité suffisante pour nettoyer la surface et augmenter la durée de vie de l’effet super-hydrophobe. L’ajout de 0,2% de TiO2 permet de garder une surface transparente et d’augmenter la durée de vie de 1000 heurs à l’exposition extérieure. La figure ci-dessous représente une goutte d’eau posée sur une surface super-hydrophobe.


 Goutte d’eau à la surface
 d’un matériau super-hydrophobe


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