• Langue : Anglais
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2024ULILR009
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 29/03/2024

Résumé en langue originale

Les surfaces superhydrophobes ont une faible mouillabilité à l'eau du fait de leur nature chimique et/ou de leur état de surface architecturé à plusieurs échelles (micro et nano). Les procédés de fabrication additive (FA) utilisant de l'acier inoxydable sont coûteux en raison du prix de la poudre d'acier inoxydable. De plus, la précision de ces technologies descend rarement en dessous de 200 μm. Les travaux présentés couplent deux technologies, à savoir l'impression 3D polymère et la coulée sous vide (fonderie à cire perdue) pour créer, à partir de déchets d'acier inoxydable, diverses surfaces bio-inspirées microtexturées en acier inoxydable 316L. Le moulage des détails micrométriques en fonderie d'acier inoxydable est un défi technique en raison de la tension superficielle élevée, de la viscosité dynamique élevée et de la température de travail élevée (1600°C). Diverses surfaces microtexturées bioinspirées (écailles de poisson, gouttes, nid d'abeille, etc.) ont été fabriquées avec succès. Un revêtement à l'échelle nanométrique a ensuite été appliqué par polymérisation plasma à pression atmosphérique afin de nanotexturer la surface, conduisant la surface à un comportement ultrahydrophobe. Enfin, diverses applications possibles pour ces surfaces, comme l'anti-fouling, l'anti-icing ou l'imprégnation d'huile végétale pour la mise au point de surface glissantes (SLIPS) sont explorées et discutées.

Résumé traduit

Superhydrophobic surfaces have low water wetting due to their chemical nature and/or surface state structured at multiple scales (micro and nano). Additive manufacturing (AM) processes using stainless steel are expensive due to the cost of stainless steel powder. Additionally, the precision of these technologies rarely goes below 200 μm. The presented work combines two technologies, namely polymer 3D printing and vacuum casting (lost-wax casting), to create various bio-inspired microtextured surfaces in 316L stainless steel from stainless steel waste. Casting micrometric details in stainless steel foundry is a technical challenge due to high surface tension, high dynamic viscosity, and high working temperature (1600°C). Various bioinspired microtextured surfaces (fish scales, drops, honeycomb, etc.) have been successfully manufactured. A nanoscale coating was then applied through atmospheric pressure plasma polymerization to nanotexture the surface, leading to an ultrahydrophobic behavior. Finally, various potential applications for these surfaces, such as anti-fouling, anti-icing, or impregnation with vegetable oil for the development of slippery liquid-infused porous surfaces (SLIPS), are explored and discussed.