Bloc adhésif

Les tampons adhésifs sont des dispositifs de friction utilisés pour empêcher les objets de glisser sur une surface, en augmentant efficacement la friction entre l'objet et la surface.

Les tampons adhésifs sont utilisés pour fixer des objets sur une surface lisse qui est inclinée ou qui bouge, de sorte que les objets posés sur cette surface pourraient se détacher en raison d'un frottement insuffisant lorsque la surface s'incline ou se déplace. Le tampon a un coefficient de frottement élevé à la fois avec la surface de base et avec l'objet posé dessus, ce qui empêche à la fois le tampon adhésif de bouger par rapport à la surface et les objets posés sur le tampon de bouger par rapport au tampon. Les tampons adhésifs sont couramment utilisés sur les tableaux de bord des voitures où les forces causées par l'accélération du véhicule feraient glisser les objets placés sur les tableaux de bord de la surface autrement lisse du tableau de bord.

Contrairement aux attaches , les tampons adhésifs ne fixent pas les objets à la surface. Ils empêchent simplement les objets de glisser sur la surface jusqu'à ce que le seuil d'accélération ou d'angle d'inclinaison soit dépassé. Les tampons adhésifs n'utilisent généralement pas non plus d' adhésifs . De ce fait, ils se détachent facilement de la surface et ont besoin de la gravité pour remplir leur fonction. En particulier, la force agissant sur l'objet doit avoir une composante perpendiculaire à la surface et dirigée vers elle. Ceci est différent du ruban micro-succion où l'adhérence de l'objet est obtenue par des bulles microscopiques sur la surface qui fonctionnent comme de petites ventouses. Les tampons adhésifs sont fabriqués à partir de matériaux semblables au caoutchouc. Cela aide à dissiper l'énergie cinétique lorsque la surface de base vibre, de sorte que l'objet sur le tampon continue de maintenir une surface de contact suffisamment grande avec le tampon et que les forces de frottement tangentielles continuent d'empêcher les objets de glisser par rapport au tampon.

Bien que les principes de base des pads collants soient simples, la physique sous-jacente peut être complexe en raison de nombreuses exigences spécifiques et parfois contradictoires découlant de l'utilisation pratique. Les mécanismes impliqués dans les matériaux à frottement élevé vont au-delà du simple frottement de Coulomb . Ceux-ci peuvent être combinés par d'autres mécanismes tels que la dissipation d'énergie dans les matériaux visqueux ou l'adhésion.

Les exigences ci-dessus imposent de nombreux défis de conception. Pour fonctionner correctement sur des surfaces vibrantes, les tampons sont généralement constitués de matériaux souples, semblables à du caoutchouc, avec des coefficients de frottement très élevés. Les conceptions cherchent à atteindre un certain niveau d'adhérence (par exemple pour une utilisation sur des surfaces verticales ou très raides) sans compromettre le détachement facile et l'utilisation continue sans résidus. Certaines applications (comme le collage de smartphones ou de tablettes sur une surface verticale) nécessitent un degré élevé de fiabilité, ce qui est difficile à atteindre sans une forte adhérence aux surfaces.

Diverses approches innovantes et matériaux techniques sont utilisés pour répondre aux exigences. Certaines conceptions appliquent un collage basé sur le vide en plus d'une friction élevée et d'une grande douceur (voir par exemple les bandes à micro-aspiration ). D'autres développements incluent des conceptions qui s'inspirent de la nature, en particulier des animaux capables de grimper aux murs et aux plafonds tels que les geckos, diverses espèces d'insectes , les grenouilles arboricoles ou les caméléons.

Les mécanismes des insectes qui peuvent escalader les murs et les plafonds aident à comprendre comment produire des surfaces avec une friction extrêmement élevée qui ne présentent pas trop d'adhérence pour des applications pratiques. Les capacités des geckos ont été étudiées de manière intensive pour découvrir comment l'adhérence des murs ou des plafonds verticaux peut être jointe avec une capacité de détachement facile et rapide qui permet aux geckos de se déplacer rapidement. Il a été découvert que la force de Van der Waals plutôt que la friction ou l'adhérence est le mécanisme le plus important derrière les capacités du gecko. Cela implique que les conceptions artificielles imitant les pieds des geckos devraient s'appuyer sur la maximisation du contact de surface entre l'objet et le coussinet, ce qui est moins pratique dans certaines situations, par exemple lorsque les coussinets sont utilisés sur des surfaces non planes ou lorsque les objets placés sur le coussinet n'ont pas de surfaces planes. D'autre part, les mécanismes des pieds des geckos aident à concevoir des matériaux avec une adhérence fiable et un détachement facile en même temps. Les mécanismes utilisés chez les geckos, les rainettes et certains insectes ont également été étudiés pour leur capacité d'auto-nettoyage, ce qui permettrait aux matériaux artificiels de conserver la capacité d'empêcher le glissement après une utilisation continue dans des environnements sales.