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Hydrophobicity and icephobicity of micropillared silicone rubber surfaces fabricated by compression molding

Keshavarzi Samaneh, Bouazara Bassem, Momen Gelareh et Jafari Reza. (2023). Hydrophobicity and icephobicity of micropillared silicone rubber surfaces fabricated by compression molding. Results in Surfaces and Interfaces, 12, e100132.

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URL officielle: http://dx.doi.org/10.1016/j.rsurfi.2023.100132

Résumé

This study investigates the effects of microcylindrical pillar geometry on surface wettability and ice nucleation time. The cylindrical micropillars were designed and then fabricated on silicone rubber surfaces by micromachining to create a template, followed by direct replication using a compression molding method. This approach offers an efficient, nontoxic, and low-cost means of producing micro-nanoscale roughness on surfaces. We tested the wetting (i.e., contact angle and contact angle hysteresis) and anti-icing (i.e., ice nucleation time) properties of the patterned silicone rubber surfaces having different combinations of pillar diameter and interpillar spacing. According to our experimental results for a limited range of pillar diameters (80 and 110 ) and center to center spacing (pitch; 125–300 ), decreasing the diameter and increasing the space of micro-cylindrical pillars may result in the Cassie wetting until a threshold value. Beyond this pillar diameter/pitch threshold, Wenzel wetting occurred. Surfaces characterized by pillars of different diameter and pitch also increased the freezing delay by reducing the area of ice–substrate contact and the heat transfer between the water droplet and the surface. We demonstrate that the properties of superhydrophobic and anti-icing surfaces can be controlled by altering the geometry of micropillars across the surface.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
ISSN:26668459
Volume:12
Pages:e100132
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:2023
Identifiant unique:10.1016/j.rsurfi.2023.100132
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Unités de recherche > Centre international de recherche sur le givrage atmosphérique et l’ingénierie des réseaux électriques (CENGIVRE) > Laboratoire des revêtements glaciophobes et ingénierie des surfaces (LaRGIS)
Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Mots-clés:micromachining, compression molding, pillar array, hydrophobicity, geometry, ice nucleation time, micro-usinage, moulage par compression, réseau de piliers, hydrophobicité, géométrie, temps de nucléation de la glace
Déposé le:14 août 2023 18:56
Dernière modification:14 août 2023 18:56
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