Une goutte d'huile dans l'eau, recouverte de molécules de savon, ne se comporte pas comme une goutte nue. Les molécules de savon sont de petites tiges : une extrémité aime l'eau, l'autre l'huile. Dans un fluide au repos, elles se tiennent à la surface comme une palissade et réduisent la tension de surface — cette force qui rassemble la goutte en une sphère. Mais dès que le fluide s'écoule, les tiges se mettent à tourner, à s'aligner le long du courant, et leur couche protectrice s'affaiblit.
Les auteurs de l'étude ont construit un modèle mathématique qui suit à la fois la concentration en savon et la direction dans laquelle ses molécules pointent. Ils ont dérivé une formule pour la tension de surface effective : elle dépend non seulement de la quantité de savon, mais aussi de la vitesse d'écoulement du fluide. Ensuite, ils ont simulé numériquement la déformation d'une goutte dans un écoulement. À faible débit, l'orientation des molécules change à peine, et la goutte se déforme comme le prédisent les théories classiques. À débit rapide, les molécules de savon s'alignent le long du courant, leur protection s'affaiblit, et la goutte se déforme presque comme une goutte pure sans savon.
Cette découverte aide à comprendre pourquoi les émulsions (mélanges d'huile et d'eau, comme la mayonnaise) perdent parfois leur stabilité lors du mélange, et comment contrôler les gouttes dans les dispositifs microfluidiques. Peut-être qu'à l'avenir, nous pourrons mieux contrôler l'administration de médicaments ou créer de nouveaux matériaux aux propriétés souhaitées.
Les tensioactifs ne se trouvent pas seulement dans le savon : ils entrent dans la composition du surfactant pulmonaire, qui nous aide à respirer en empêchant les alvéoles de coller entre elles.
Dans la science-fiction, on rencontre souvent des liquides « intelligents » qui changent de propriétés sur commande. Ici, la nature fait elle-même quelque chose de similaire : l'orientation des molécules dans un écoulement contrôle les propriétés de la surface.