À quelle vitesse une gouttelette circule-t-elle le very long d’une fibre ? Cela dépend du diamètre de la fibre. et aussi de sa sous-composition ! Tels sont les résultats d’une étude menée par des chercheurs de l’Université de Liège qui s’intéressent à la microfluidique, notamment à la récupération de l’eau dans les régions arides/semi-arides de notre planète. Ces résultats font l’objet d’une publication mise en avant par les éditeurs dans la revue Physical Assessment Fluids.
Semblables aux fermes humides imaginées dans les mondes de science-fiction comme celui de “Star Wars”, de nombreuses espèces végétales des régions arides ou semi-arides de la Terre ont développé des stratégies ingénieuses pour capter l’eau de l’air, assurant ainsi leur survie. Récemment, les chercheurs se sont concentrés sur la compréhension des mécanismes fondamentaux du transport de l’eau, dans le but de les reproduire et de les améliorer, notamment pour faciliter la collecte de l’humidité atmosphérique dans les déserts. Une étude récente menée par le GRASP de l’Université de Liège (ULiège) a cherché à mieux comprendre les facteurs influençant le mouvement de ces précieuses gouttelettes. Pour ce faire, les scientifiques ont suivi en temps réel les caractéristiques et la dynamique de ces gouttelettes lorsqu’elles glissaient le prolonged de fibres individuelles ou de faisceaux de fibres.
« Suivre une gouttelette dans sa descente le long d’une fibre verticale sous l’influence de la gravité présente un défi expérimental complexe : remark suivre une gouttelette sur plusieurs mètres de fil ? explique Matteo Léonard, chercheur au GRASP et auteur principal de l’étude. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont imaginé dans leur laboratoire un dispositif astucieux : « Au lieu de suivre la chute d’une gouttelette, on satisfied la fibre en mouvement pour que sa vitesse soit exactement égale et opposée à celle de la gouttelette. De cette façon, la gouttelette reste « stationnaire » devant la caméra. » Ce défi surmonté, ils ont d’abord utilisé des fibres de différents diamètres. Ils ont observé que les gouttelettes avaient une vitesse additionally faible à un volume donné lorsque les fibres étaient in addition épaisses, comme le prédit par théorie. Par la suite, les chercheurs ont créé des faisceaux de fibres en attachant les extrémités de deux ou plusieurs fibres ensemble et en appliquant une légère torsion pour assurer le call entre toutes les fibres. “Cette configuration a créé un faisceau de fibres avec des rainures, semblable au tressage de brins dans un corde, ce qui entraînait l’apparition de rainures sur la corde”, explique Matteo Leonard. Dans cette configuration, les chercheurs ont observé les mêmes comportements qu’avec des fibres simples : à mesure que le nombre de fibres dans le faisceau augmentait, le diamètre world wide du faisceau augmentait, ce qui entraînait vitesse moreover faible à volume donné. Ce comportement prévisible masquait cependant un phénomène plus complexe.
En effet, qu’en est-il du comportement de la gouttelette dans le cas où les deux configurations (easy et faisceau) ont le même diamètre (c’est-à-dire une fibre de diamètre, 28 mm versus deux fibres de diamètre, 14 mm) ? Puisque l’obstacle au phénomène est la dissipation (c’est-à-dire le frottement au sein du liquide et entre le liquide et la fibre), on pourrait s’attendre à ce que les deux cas donnent des résultats identiques motor vehicle la surface area de call entre le liquide et la fibre est la même. “Pas du tout. Nous avons observé qu’à même distance parcourue, la gouttelette sur le faisceau de fibres était plus rapide. C’est aussi elle qui perdait le in addition de quantity.” Les chercheurs pensent que dans cette configuration, la gouttelette perd du quantity automobile elle a tendance à « remplir » les rainures avec son propre quantity, créant ainsi un rail liquide sur lequel elle glisse as well as efficacement et donc furthermore rapidement.
Les résultats de cette étude apportent une contribution significative au domaine de la conception de buildings pour la collecte des eaux atmosphériques. Notamment, cela peut potentiellement améliorer l’efficacité des réseaux cloud, constitués d’un réseau de fibres, à faible coût. Par ailleurs, ces recherches mettent en évidence l’importance croissante des sous-structures régulièrement observées sur les organismes vivant en milieu désertique. Ces sous-structures, telles que des micro-rainures ou des micro-poils, démontrent l’ingéniosité de la nature pour capter et transporter l’eau, inspirant ainsi les futures innovations technologiques.
*Une ferme humide est une zone de terrain consacrée à la output d’eau en extrayant l’humidité de l’air sec.
