Image en champ clair de la couche de polarisation à l'interface eau-air à l'extrémité (t∼103min) d'une expérience typique à HR=50%. Crédit: Lettres d'examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.248102
Une équipe de physiciens de l'Université d'Édimbourg travaillant avec un spécialiste des infections et de l'immunité de l'Institut Roslin de l'université a, par l'expérimentation, validé une théorie expliquant pourquoi la peinture sèche au même rythme quel que soit le niveau d'humidité. L'étude est publiée dans Lettres d'examen physique.
Le bon sens suggère que la peinture devrait sécher plus rapidement sur une clôture extérieure par temps sec que lorsqu’elle est humide, car l’évaporation se produit plus rapidement lorsque l’air autour d’une source liquide est plus sec. Mais des preuves anecdotiques suggèrent que ce n’est pas le cas pour la peinture et d’autres liquides. Il y a six ans, le chimiste Jean-Baptiste Salmon et ses collègues ont développé une théorie pour expliquer pourquoi c'est le cas. Ils suggèrent que cela est dû au fait que les grosses molécules du liquide sont attirées vers la surface pendant l'évaporation, formant une « couche de polarisation » qui inhibe l'évaporation et, par extension, le séchage. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a mené une expérience pour tester cette théorie.
Les chercheurs ont percé cinq trous dans un cylindre rond et trapu et inséré des tubes capillaires en verre en position horizontale. Chacun a ensuite été scellé en place. Ils ont ensuite ajouté une quantité d'alcool polyvinylique dans le cylindre, qu'ils ont placé sur une balance. Ils ont versé une fine couche d’huile sur le liquide pour empêcher l’évaporation en surface.
La touche finale consistait à placer une boîte de débit d'air à RH contrôlée sur le dessus du cylindre pour permettre de contrôler les niveaux d'humidité. L’équipe a ensuite effectué plusieurs essais de 17 heures pour déterminer les taux d’évaporation (en utilisant l’échelle pour mesurer la quantité de liquide évaporée) des tubes à différents niveaux d’humidité, allant de 25 % à 90 %.
Les chercheurs ont constaté que, comme prévu, les taux d’évaporation sont restés constants pendant environ trois heures. Mais ensuite, les taux ont chuté, comme l’a théorisé Salmon, quel que soit le niveau d’humidité. Le taux d'évaporation n'a pas diminué à mesure que l'humidité augmentait au cours des trois premières heures. Cependant, la théorie ne semble valable que pour des niveaux d’humidité allant jusqu’à 80 % : à des taux supérieurs, l’évaporation ralentit, ce qui, selon l’équipe, est probablement dû à une autre force.
Les chercheurs suggèrent que leurs travaux pourraient avoir des applications médicales, car des efforts de recherche récents ont montré que les gouttelettes respiratoires ont tendance à former des peaux similaires à celles observées dans l'appareil expérimental.
Plus d'information:
Max Huisman et al, L'évaporation des solutions de polymères concentrées est insensible à l'humidité relative, Lettres d'examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.248102
© 2023 Réseau Science X
Citation: Pourquoi la peinture ne sèche pas plus lentement dans un environnement humide (20 décembre 2023) récupéré le 20 décembre 2023 sur
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