Результаты бросают вызов некоторым представлениям о том, что делает поверхность скользкой.
Прилипает ли вода к поверхности или нет, зависит от множества факторов, и одним из них является трение. Если химический состав поверхности однороден, то можно ожидать, что вода будет стекать с нее довольно быстро.
Более сложная поверхность должна справляться с этой задачей хуже. Новое исследование ученых показало, что ситуация не столь однозначна.
Поверхность, о которой идет речь, была изготовлена из кремния и покрыта "самособирающимся монослоем", или SAM. Эти SAM представляют собой молекулярные слои, которые могут перемещаться подобно жидкости, но при этом прочно связаны с поверхностью под ними. SAM действуют как смазка между каплями воды и поверхностью.
Группа исследователей смогла контролировать степень формирования SAM на поверхности, зная на наноуровне сложность поверхности. Выявлено, что при слишком большой или слишком маленькой величине SAM вода будет быстро стекать.
"Наша работа - это первый случай, когда для создания молекулярно неоднородных поверхностей кто-то перешел непосредственно на нанометровый уровень", - говорится сообщении ведущего автора и докторанта Сакари Лепикко из Университета Аалто. "Мы обнаружили, что при низком уровне покрытия вода свободно проходит между молекулами SAM, соскальзывая с поверхности. А при высоком покрытии вода остается на поверхности SAM и так же легко соскальзывает с нее. Только в промежутке между этими двумя состояниями вода прилипает и удерживается на поверхности".
Благодаря SAMs команде удалось создать самую скользкую жидкую поверхность в мире, и это открытие, по мнению исследователей, может найти множество интересных применений. Поверхности, отталкивающие капли, необходимы довольно часто.
"Потенциальными областями применения являются теплообмен в трубах, антиобледенение и защита от запотевания. Это также поможет в микрофлюидике, где необходимо плавное перемещение крошечных капель, и в создании самоочищающихся поверхностей. Наш контринтуитивный механизм - это новый способ увеличить подвижность капель в любом месте, где это необходимо", - добавил ученый.
Однако не стоит ожидать, что это будет реализовано сейчас. У SAMs есть не только потенциал, но и ограничения, и это важно помнить. Но их изучение позволит ученым преодолеть их или изобрести что-то похожее, объяснил Лепикко.
"Основная проблема SAM-покрытия заключается в том, что оно очень тонкое, и поэтому легко разрушается после физического контакта. Но их изучение дает нам фундаментальные научные знания, которые мы можем использовать для создания долговечных практических решений", - подытожил исследователь.
Как ранее сообщал УНИАН, группа ученых в Университете Киото создала самую холодную материю во Вселенной. Она в три миллиарда раз холоднее межзвездного пространства.