Réduire les frottements avec l’eau
Si la combinaison a permis de tant battre des records en 2009 c'est surtout grâce à sa propriété de supprimer complètement les forces de frottements entre le corps du nageur et les molécules d’eau.
Ainsi, elles sont enduites de produits très hydrophobes, le plus souvent des résines fluorées. Prenons donc l’exemple du polytétrafluoroéthylène (PTFE) qui est l’un des produits permettant de réduire le plus les frottements entre le nageur et l’eau.
Nous avons d'ailleurs confirmé l'hydrophobie de ces combinaisons avec une petite experience (cliquer ici pour la voir)
La molécule d’eau, elle, est constituée d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène. L’atome
d’oxygène étant bien plus électronégatif que l’atome d’hydrogène, les deux liaisons OH sont donc fortement
polarisées. Mais cela ne suffit pas à rendre la molécule polaire, il faut donc regarder la géométrie de la
molécule. Or ici, l’atome d’oxygène est entouré de deux liaisons covalentes et de deux doublets non-liants :
il est donc au centre d’un tétraèdre. La molécule d’eau n’est donc pas linéaire mais coudée. Grace à cette
géométrie, on peut affirmer que la molécule d’eau est polaire puisque le centre géométrique des charges
partielles positives et celui des charges partielles négatives ne sont pas confondus. Il y a donc bien un moment
dipolaire comme on peut le voir sur ce schema.
L’eau étant une molécule polaire, elle peut établir des liaisons hydrogènes avec toute autre molécule polaire, entre l’un des atomes d’hydrogène de l’eau et un atome suffisamment électronégatif d’une autre molécule.
Ainsi, si l’on considère la molécule de PTFE, la chaine carbonée est entourée d’atomes de fluor. Or d’après la classification périodique des éléments, l’atome de fluor est l’atome le plus électronégatif, puisqu’il se trouve en haut et à droite de la classification. Les liaisons CF du PTFE sont donc très fortement polarisées.
La molécule de PTFE est donc si polaire que les molécules d’eau sont très fortement attirées et se lient aux atomes de fluor du PTFE grâce à des liaisons hydrogène, créant ainsi une couche ultra fine de molécules d’eau autour du corps du nageur. En effet, la combinaison étant très hydrophobe (comme le démontre notre experience), les molécules d'eau sont donc à la fois attirées grâce aux liaisons hydrogènes mais ne sont pas absorbées par la combinaison.
Il n’y a donc plus de frottements entre les molécules d’eau et le corps du nageur : les molécules d’eau de la piscine glissent et s’écoulent le long de la fine couche de molécules d’eau accrochées au corps du nageur.
