Des microcils greffés pour des surfaces autonettoyantes

Résumé du document

Exposé réalisé dans le cadre des TPE sur le thème des microcils : Par quel mécanisme des microcils peuvent-ils éliminer facilement ou empêcher la fixation de tous types de salissures présentes sur des surfaces de nature variée ? Comment greffer les microcils ? Ce document est illustré par de nombreuses photos et des schémas.

Extraits

[...] II.Des microcils greffés pour des surfaces autonettoyantes. II.1.Nature des protubérances greffées Leurs caractéristiques: Elles sont longilignes, de petite taille (de quelques nanomètres à quelques centaines de microns) et ont la forme de brins, filaments ou cils; il s'agit d'éléments constitués soit d'un polymère organique (chaînes macromoléculaires de polyoléfines, polycarbonates ) soit de composés inorganiques (fibre de verre). Les microcils sont ensuite greffés sur la surface: ils sont espacés de quelques nanomètres à quelques centaines de micromètres. Intérêts: Grâce à la forme spécifique des protubérances et à leur caractère greffé, la surface obtenue a des propriétés autonettoyantes excellentes vis-à-vis de tout polluant et parfaitement controlées. [...]

[...] III.Greffage des microcils en polymères sur la surface: liaison Organique- Métal. III.1.Mécanisme d'électropolymérisation et de greffage de polymères. L'électropolymérisation de monomères vinyliques en milieu organique contrôlé produit 2 types de polymères: un polymère non greffé récupéré par rinçage avec un solvant, et un polymère greffé chimiquement sur la surface. Mécanisme réactionnel du polymère en solution: Dans un premier temps, le monomère reçoit un électron de l'électrode et forme un radical anion; puis il se produit une dimérisation faisant intervenir 2 radicaux anions et conduisant à un di-anion en solution; ce dernier est alors à même d'initier par ses extrémités une réaction de propagation de polymérisation au sein de la solution: Réaction de polymérisation du méthacrylonitrile (MAN) en solution. [...]

[...] Des microcils greffés pour des surfaces autonettoyantes L'effet Lotus Problématique: Par quel mécanisme des microcils peuvent-ils éliminer facilement ou empêcher la fixation de tous types de salissures présents sur des surfaces de nature variée ? Comment greffer les microcils? Choix du sujet et motivations: Tout d'abord le sujet rentre bien dans le thème de cette année: "Objets, structures, formes et matériaux". De plus, du fait que des surfaces autonettoyantes entraînent une diminution du nombre d'opérations de nettoyage donc une diminution des coûts et des émissions polluantes (détergents), le sujet s'inscrit dans la perspective du développement durable. [...]

[...] vue schématique du montage expérimental; images des plots d'or avant (au-dessus) et après (en dessous) électrogreffage du PMAN à - 3.0 zoom sur les plots d'or greffés. L'expérience révèle clairement la présence d'une couche organique uniquement sur les plots dorés de l'échantillon. De plus, ce dépôt suit parfaitement la géométrie du dessin pré-existant. La réaction d'électrogreffage elle-même est à l'origine de la localisation. Il a été démontré que la description du transfert électronique métal/molécule peut être effectuée dans le cadre d'un modèle acide-base de Lewis. Dans ce modèle, la surface métallique polarisée et la molécule de monomère possèdent chacune un potentiel chimique globale μ. [...]

[...] Exemple de mode de réalisation sur un vitrage simple. IV.1.Procédé de préparation d'un verre autonettoyant et/ou anticondensation étape on réalise sur le verre un motif de plots ou pointes métalliques: en d'autres termes, l'objectif est de réaliser sur le verre et de façon régio-sélective des sites conducteurs qui vont permettre de réaliser le greffage local de petits cils par électropolymérisation in- situ. Le réseau ou motif de plots métalliques (par exemple un damier) est réalisé par dépôt sous vide d'un métal (aluminium, or) au travers d'un masque; ce masque est constitué d'une feuille métallique très fine, dans laquelle est réalisé au laser un réseau bien défini de microperforations, de diamètre également bien défini, correspondant au motif de plots métalliques que l'on souhaite réaliser sur le verre. [...]