Où sont les papillons quand il pleut ?

Une étude récente a examiné comment différentes structures hydrofuges permettent aux papillons de réduire l’impact des gouttes de pluie sur leurs ailes. Des travaux qui finiront par aider à développer des matériaux d’étanchéité plus avancés.

Recevoir une goutte de pluie sur le visage n’est généralement pas très agréable, mais cela ne fait de mal à personne. Pour les insectes, d’un autre côté, c’est un peu plus compliqué. En plus de la puissance de l’impact, les gouttes de pluie peuvent entraver leur élan et les éloigner de leur chaleur, essentielles pour maintenir leur vol. Il est donc essentiel pour de nombreuses créatures de limiter le temps de contact avec chaque goutte.

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Dans cet esprit, nous soupçonnons que la nature a permis à ces insectes de s’adapter au fur et à mesure qu’ils évoluent. Mais comment ? Une équipe de chercheurs de l’Université Cornell, New York, dirigé par le biologiste Sunghwan Jung, s’est attaqué à ce problème.

Les chercheurs ont utilisé une caméra haute vitesse qui capture entre 5 000 et 20 000 images par seconde pour observer l’impact des gouttelettes d’eau qui tombent sur les ailes des papillons et des feuilles de Cercidiphyllum japonicum (également connu sous le nom de « Katsura » ou « Caramel Tree »).

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Temps de contact réduit de 70%

Ils ont remarqué que lorsqu’une goutte entre en collision avec l’une de ces surfaces, la chute est lourde de bosses microscopiques qui agissent sur deux niveaux.

D’une part, ils créent des vagues à travers le plan d’eau miniature. Ces petites ondulettes sont alors « percées » dès que la goutte est sur le point de rebondir. En d’autres termes, le corps de l’eau est alors complètement fragmenté.

Considérez les micro-bosses comme des aiguilles », note le chercheur. Si nous laissons tomber un ballon sur ces aiguilles, dit-il, ce ballon se briserait en plusieurs petits morceaux.

En outre, ils ont également remarqué la présence d’un revêtement de cire à l’échelle nanométrique , enduit sur les ailes et aide à repousser l’eau.

Ces deux structures seules, l’une microscopique (la structure bosselée rugueuse) et l’autre à l’échelle nanométrique (la structure de la cire) réduisent le temps de contact entre le liquide et la surface jusqu’à 70% , expliquent les chercheurs.

Cette étude, la première à comprendre comment les gouttes de pluie à grande vitesse affectent naturellement ces surfaces hydrophobes, peut éventuellement aider les ingénieurs à développer des matériaux d’étanchéité plus avancés.

Il y a déjà un marché important pour ces types de produits. Il s’agit notamment des pulvérisations étanches pour vêtements et chaussures ou des revêtements couvrant les ailes d’avion.