Dans une poêle chauffée et huilée, une goutte d'eau bout rapidement et se déplace d'un côté à l'autre grâce au jet de vapeur.
Une goutte d'eau « glisse » facilement et rapidement sur la surface chaude de la casserole. Ce comportement est bien connu et étudié. Il est associé à l'effet Leidenfrost: si la surface est chauffée au-dessus du point d'ébullition du liquide, une couche de vapeur se forme instantanément sous la goutte. Il ralentit l'évaporation de la goutte elle-même et réduit la friction entre elle et la surface, lui permettant de se déplacer le long de celle-ci, comme sur de la glace. Il est curieux que l'effet Leidenfrost se manifeste également dans une région aussi éloignée que l'apparition d'araniformes - des formations géologiques "en forme d'araignée" sur Mars.
Cependant, si la casserole est recouverte d'huile dont le point d'ébullition est beaucoup plus élevé, aucune couche de vapeur n'apparaîtra. Néanmoins, les gouttelettes glissent sur une telle surface beaucoup plus facilement que sur une surface propre. Les observations montrent que leur vitesse peut être 10 voire 100 fois supérieure. Cet effet n'a été expliqué que récemment. Ceci est couvert dans un article de Kripa Varanasi et de ses collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT) publié dans Physical Review Letters.
Les scientifiques ont effectué des observations à l'aide d'un microscope et d'une caméra vidéo haute vitesse capable de filmer jusqu'à 100 000 images par seconde. Il s'est avéré qu'aux valeurs correspondantes de température, de viscosité et d'épaisseur de la couche grasse, l'huile forme une fine couche sur la goutte. Le point d'ébullition de ce revêtement est beaucoup plus élevé que celui de l'eau. Par conséquent, lorsqu'il commence à s'évaporer - principalement du côté inférieur, qui est plus proche de la surface chaude - de minuscules bulles se forment sous la couche d'huile.
Des bosses irrégulières réduisent l'adhérence de la gouttelette à la surface. De plus, ces cavités remplies de vapeur entravent le transfert de chaleur et créent également des inhomogénéités de température qui font vibrer la gouttelette et facilitent son déplacement. Dans le même temps, la pression à l'intérieur de ces bulles augmente rapidement jusqu'à la rupture de la couche d'huile. S'échappant vers l'extérieur, la vapeur pousse la goutte vers l'avant à l'aide d'une poussée de jet, comme l'air s'échappant d'un ballon perforé.
Les auteurs espèrent que l'effet découvert trouvera une application en microfluidique, permettant d'accélérer le mouvement de gouttelettes liquides microscopiques. L'ébullition de l'eau et la formation de bulles de vapeur commencent dans certaines zones des centres de nucléation des gouttelettes. Les scientifiques pensent qu'ils apprendront bientôt à contrôler la position de ces centres et, par conséquent, pourront contrôler avec précision le mouvement des gouttelettes bouillantes à la surface du pétrole.