Dans cet article de blog, nous examinons la structure et les principes de fabrication de la microfibre et explorons scientifiquement l'efficacité avec laquelle ce matériau peut bloquer les acariens et la poussière.
Avez-vous entendu parler de la literie anti-acariens et anti-poussière ? Cette nouvelle technologie suscite un intérêt croissant dans les secteurs du vêtement et de la literie. Quiconque a déjà parcouru des rayons de vêtements ou de literie a probablement déjà entendu parler de ce produit et de sa matière : la microfibre.
Les fibres ultrafines sont des fibres cent fois plus fines qu'un cheveu. Utilisées dans les produits, elles créent des poches d'air plus petites que les particules de poussière ou les acariens, mais plus grandes que les molécules d'air. Ceci permet aux produits en fibres de rester respirants tout en formant une barrière contre la poussière et les acariens. Cette propriété est particulièrement bénéfique pour les personnes allergiques et celles ayant la peau sensible. Grâce à sa respirabilité comparable à celle de la céramique et à sa capacité à empêcher l'adhérence des poussières fines et la prolifération des acariens, le tissu est largement utilisé dans la confection de linge de lit et de vêtements techniques. Mais comment fabrique-t-on cette fibre, 100 fois plus fine qu'un cheveu ?
Le fil conventionnel est produit en remplissant un tube cylindrique creux de polymère liquide, en appliquant une pression, puis en extrudant les brins un à un, un peu comme pour la fabrication de nouilles. Cependant, la création de microfibres par cette même méthode nécessite la fabrication préalable de tubes d'un diamètre de quelques dizaines de nanomètres, ce qui est techniquement extrêmement difficile. C'est pourquoi les microfibres sont principalement produites par électrofilage, un procédé qui utilise un champ électrique plutôt qu'une manipulation mécanique.
L'électrofilage est une méthode qui consiste à appliquer une haute tension à une matière première liquide, ce qui provoque la répulsion entre les molécules qui la composent. La matière est composée d'innombrables particules appelées molécules. Lorsqu'une haute tension est appliquée au matériau, ces molécules sont affectées et se chargent électriquement. C'est un peu comme lorsque votre voix devient plus forte dans des endroits bruyants comme les salles de concert ou les marchés. Dans un environnement fortement électrifié, les molécules se chargent également électriquement, créant un phénomène électrostatique. Les molécules acquièrent la même charge, et les charges de même signe se repoussent. Par conséquent, elles s'éloignent les unes des autres. À l'inverse, à l'état liquide, les molécules exercent également une force d'attraction entre elles. Ceci est dû à la tension superficielle, qui les amène à s'agglomérer pour minimiser la surface de contact. Lorsque la force de répulsion due aux charges devient supérieure à la tension superficielle qui maintient les molécules agrégées, le liquide ne peut plus rester agrégé et est pulvérisé. C'est pourquoi il est pulvérisé sous forme de gouttelettes. Ces gouttelettes se solidifient progressivement en traversant l'air. En traversant l'air, ces gouttelettes cèdent leur charge à l'atmosphère et se déchargent progressivement. Lorsqu'elles perdent suffisamment de charge, leur flux devient instable. Elles s'enroulent alors en spirale et s'allongent pour former un filament. C'est ainsi que se forme le filament, à l'image du ruban d'une gymnaste. Ce phénomène se poursuit jusqu'à ce que la gouttelette atteigne une plaque à haute tension placée à une certaine distance du point où le liquide a été chargé électriquement.
Le procédé de fabrication de nanofibres par électrofilage possède des propriétés remarquables. Alors que le filage conventionnel nécessite l'utilisation de machines aux spécifications variées pour produire des fils d'épaisseurs différentes, l'électrofilage élimine totalement ce besoin. En effet, l'épaisseur du filament est contrôlée uniquement par le réglage de la tension appliquée. Une tension plus élevée produit des filaments plus fins, car elle fournit davantage d'énergie. On peut comparer cela à la chute d'un objet fragile d'une grande hauteur, qui se brise en petits morceaux. Un liquide soumis à une forte énergie électrique porte une charge électrique plus importante et subit une répulsion plus forte. Cette répulsion intense surmonte les forces qui provoquent l'agglomération des liquides, leur permettant de se disperser en gouttelettes plus fines.
Un autre avantage de l'électrofilage réside dans sa capacité à combiner divers matériaux pour leur conférer de nouvelles fonctionnalités. Par exemple, la création de nanofibres enrichies d'agents antimicrobiens permet de freiner la prolifération des bactéries, des champignons et des acariens. Ces fibres, qui associent matériaux et fonctionnalités variés, trouvent de nombreuses applications au-delà de la literie : des dispositifs médicaux aux vêtements de sport en passant par les filtres industriels, elles contribuent de manière essentielle à l'amélioration de notre qualité de vie.
Nous utilisons inconsciemment de nombreux produits en microfibre au quotidien. On les retrouve dans divers articles fonctionnels, du linge de lit anti-acariens aux vêtements de sport techniques, en passant par les serviettes dépoussiérantes. Tous ces produits sont nés d'une idée simple : convertir une force physique en force électrique. Face à ce constat, on peut se demander comment le monde évoluera si des méthodes encore plus révolutionnaires sont développées à l'avenir, permettant de créer des fils encore plus fins et spécialisés. Les progrès scientifiques et technologiques apportent l'innovation jusque dans les moindres détails de notre vie quotidienne, et de nouveaux matériaux comme la microfibre continueront de démontrer leur valeur dans de nombreux domaines.
