Благодаря жидкоподобному покрытию вода скатывается с поверхности под углами в 500 раз меньшими, чем у других супергидрофобных материалов. Исследование опубликовано в Nature Chemistry.
Исследователи из Университета Аалто в Финляндии разработали новый вид супергидрофобных поверхностей. Жидкоподобная поверхность из самоорганизующихся монослоев, покрывающих кремниевую подложку, превосходит по способности отталкивать воду все известные материалы. Открытие бросает вызов существующим представлениям о трении между твердыми поверхностями и водой и открывает новые возможности для изучения скользкости капель на молекулярном уровне.
Жидкоподобные поверхности состоят из молекулярных слоев, которые очень подвижны, но ковалентно связаны с подложкой, придавая твердым поверхностям сходство с жидкостью. Они действуют как слой смазки между каплями воды и самой поверхностью.
Исследователи создали покрытие на поверхности кремния из молекул, называемых самоорганизующимися монослоями (SAM). Настраивая температуру и содержание воды в реакторе во время производства, исследователи контролировали плотность покрытия.
Когда SAM покрыли большую часть поверхности, она стала супергидрофобной: вода образовывала капли и скатывалась. Этого следовало ожидать, но, к удивлению разработчиков, низкая площадь покрытия кремния SAM сделала поверхность скользкой. И это произошло без капель воды, которые долгое время считались необходимыми для супергидрофобности.
Это было нелогично: даже низкая плотность покрытия приводила к исключительной скользкости. Мы обнаружили, что в этом случае вода свободно течет между молекулами SAM, скатываясь с поверхности. А когда плотность молекул высока, вода остается на поверхности SAM и так же легко соскальзывает с них.
Сакари Лепикко, ведущий автор исследования
Исследователи утверждают, что созданные поверхности являются наиболее водоотталкивающими материалами. У традиционных супергидрофобных поверхностей угол скольжения, под которым вода скатывается с поверхности, составляет 5°. Но для новых материалов он может достигать 0,01°, а это означает, что вода будет стекать практически с любой поверхности, которая не является идеально ровной.
Читать далее:
Исследователи обнаружили, что сперматозоиды при движении «обходят» закон Ньютона
Наша память работает совсем не так, как считали ученые
«Адская» планета недалеко от Земли подает загадочные сигналы: ученые придумали, как их расшифровать
На обложке: иллюстрация капель на жидкоподобном покрытии. Изображение: Ekaterina Osmekhina, Aalto University