Nanostructured thin films for icephobic applications = Couches minces nanostructurées pour des applications glaciophobes

摘要

Le givrage atmosphérique des surfaces des équipements des réseaux électriques, tels que câbles ou isolateurs à haute tension peut conduire à de sérieux risques de sécurité, causés par des pannes de courant dans des conditions hivernales. Les méthodes conventionnelles utilisées afin d'éviter de tels problèmes incluent le déglaçage mécanique, par lequel on racle ou on brise la glace, et les méthodes chimiques à l'aide de d'agents dégivrants comme le glycol éthylique. Ces techniques sont souvent limitées dans leur application et généralement coûteuses en temps et en argent. Une voie intéressante pour éviter ces problèmes est la prévention de l'adhésion et des accumulations de glace par le développement et l'application de revêtements glaciophobes sur les équipements exposés.ududLes surfaces superhydrophobes présentant un caractère hydrofuge élevé, grâce à une surface de contact très réduite entre les gouttelettes d'eau et le matériau, sont également susceptibles de réduire l'adhérence entre la glace et la surface. De plus, les surfaces à faible constante diélectrique devraient réduire l'adhérence de la glace au substrat grâce à la diminution des forces électrostatiques, une des principales causes de cette adhérence.ududLa recherche entreprise dans le cadre de cette thèse de doctorat se base sur les deux concepts ci-haut mentionnés en élaborant des revêtements superhydrophobes diélectriques nanorugeux à faible constante diélectrique sur des substrats d'aluminium ou d'alumine. Des propriétés superhydrophobes ont été obtenues sur des surfaces d'aluminium ou d'alumine préparées en créant une certaine nanonigosite à l'aide de méthodes chimiques suivies par l'application d'un revêtement à faible énergie de surface, soit une couche de Téflon® déposée par pulvérisation radio fréquence (rf-sputtered Teflon®) ou de fïuoroalkylsilane (FAS-17), donnant lieu à un angle de contact supérieur à 160°. Le même comportement est observé lorsque les substrats nanorugeux étaient revêtus d'une couche mince de faible constante diélectrique (ZnO) ou de constante diélectrique élevée (TiC^).ududOn a constaté que les surfaces superhydrophobes nanorugeux à faible énergie de surface sont aussi glaciophobes. On a constaté également que la présence d'une surface de téflon avec une constante diélectrique relativement faible (e - 2) permet une réduction importante de l'adhésion de la glace, même si la surface n'est pas nanotexturée. Les surfaces superhydrophobes nanorugeux à faible constante diélectrique ont démontrées également une stabilité morphologique et chimique suite au détachement de la glace.