Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego woda z łatwością spływa po niektórych powierzchniach, a w kontakcie z innymi zatrzymuje się? Może to zabrzmi dość banalnie, ale odpowiedź na to pytanie ma ogromne znaczenie dla wielu dziedzin naszego życia, od gotowania po na przykład transport. Zrozumienie dynamiki tych mikroskopijnych kropli pomaga naukowcom i inżynierom doskonalić wiele domowych i przemysłowych technologii.
Powłoka odpychająca krople
Naukowcy z Uniwersytetu Aalto zrobili krok naprzód, tworząc powierzchnie, które sprawiają, że krople wody po prostu spływają, zamiast zatrzymywać się i przylegać. To trochę tak, jakbyśmy mieli superśliską patelnię, do której nic się nie przykleja. Sekret tkwi w specjalnej, molekularnej warstwie (LSS), która przypomina ciecz, ale jest mocno przywiązana do powierzchni, na której się znajduje. Działa jak smar dodany między krople wody a podłoże. Użyli do tego specjalnie zaprojektowanego reaktora.
Ten przełomowy proces pozwolił na bezpośrednie obserwacje na poziomie nanometrów. Dzięki precyzyjnym regulacjom, takim jak temperatura i zawartość wody w reaktorze, można było dostosować pokrycie monowarstwy (warstwa o grubości odpowiadającej średnicy jednej cząsteczki) samoukładającymi się cząsteczkami (SAM) na krzemowej powierzchni.
W wyniku badań zaobserwowano, że ciecz łatwiej ślizga się po powierzchni, kiedy jest ona odpowiednio cienka. Naukowcy mogą kontrolować gęstość rozmieszczenia tych cząsteczek.
Ponadto badacze twierdzą, że niektóre wersje ich powłoki SAM są materiałami najbardziej wodoodpornymi, jakie kiedykolwiek odnotowano – powierzchnie superhydrofobowe zwykle charakteryzują się kątami przesuwania (kątem, pod którym woda będzie spływać) tak niskimi, jak 5°. Jednak w tym wypadku wynosi on zalewie 0,01°, co oznacza, że woda będzie spływać po praktycznie każdej powierzchni, która nie jest idealnie płaska.
Zastosowania nowej technologii
Może się zastanawiacie, dlaczego takie śliskie powierzchnie są ważne? Okazuje się, że mają wiele zastosowań. Mogą pomóc w zapobieganiu zamarzaniu szyb w samochodach zimą, sprawić, że okulary nie będą parować, a nawet pomóc w tworzeniu powierzchni, które same się czyszczą. Możliwości jest naprawdę wiele. Wiedza ta ma potencjał do wprowadzenia znaczących zmian w wielu dziedzinach.
