Superhydrophobic bio-inspired micro-architectured stainless steel surfaces

Abstract

Les surfaces en acier microarchitecturées sont généralement fabriquées à l'aide d'une stratégie "top down" (élimination de la matière du substrat) ou d'une stratégie "bottom up" (ajout de matière sur un substrat). Les procédés de fabrication additive (AM) utilisant l'acier inoxydable sont coûteux en raison du prix de la poudre d'acier inoxydable. De plus, la précision de ces technologies est rarement inférieure à 200µm. Le présent travail, inspiré des processus de bijouterie et de fabrication de prothèses, associe deux technologies, à savoir l'impression 3D de polymères et la coulée sous vide, pour créer, à partir de déchets d'acier inoxydable, diverses surfaces microarchitecturées bio-inspirées en acier inoxydable 316L. Le moulage de l'acier inoxydable pour des détails inférieurs au millimètre constitue un défi technique en raison de la tension élevée de la surface, de la viscosité dynamique élevée et de la température de travail élevée (1600°C). Différentes surfaces microtexturées inspirées de formes naturelles (écailles de poisson, gouttes, nid d'abeille, etc.) ont été fabriquées avec succès. Leur aspect, leur rugosité et l'impact du processus sur la texture finale sont discutés. En outre, un revêtement nanométrique a été appliqué en utilisant la polymérisation par plasma à pression atmosphérique de l'hexaméthyldisiloxane et du 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriéthoxysilane successivement. Un comportement superhydrophobe a été observé après la fonctionnalisation de la bicouche. A notre connaissance, il s'agit du premier travail publié montrant la conception de surfaces microtexturées en acier inoxydable obtenues par fabrication additive.