Ученые разработали то, что они называют самой водоотталкивающей поверхностью за всю историю. Благодаря жидкоподобному покрытию, которое бросает вызов обычным конструкциям, вода будет скатываться с поверхности под углами, в 500 раз меньшими, чем у других супергидрофобных материалов.
Способность отталкивать воду важна для многих материалов, особенно в автомобильной, морской и аэрокосмической промышленности. Многие супергидрофобные поверхности работают за счет улавливания слоя воздуха или жидкости, в результате чего любая вода, попадающая на нее, собирается в капли и легче скатывается. Но новая технология создает так называемые жидкоподобные поверхности (LLS), которые имеют слои высокоподвижных молекул, которые действуют как жидкости, но привязаны к подложке, поэтому не ускользают. Конечный результат похож на смазанную поверхность, с которой вода сразу же соскальзывает.
В новом исследовании ученые из Университета Аалто в Финляндии разработали новую LLS из молекул, называемых самоорганизующимися монослоями (SAM), покрывающих кремниевую подложку. Настраивая такие условия, как температура и содержание воды в реакторе во время производства, команда могла контролировать, сколько кремния покрывают SAM. Когда LLS покрыли большую часть поверхности, она стала супергидрофобной, в результате чего вода образовывала капли и скатывалась. Этого само по себе следовало ожидать, но, к удивлению исследователей, низкий охват LLS также сделал поверхность скользкой. И это произошло без капель воды, которые долгое время считались необходимыми для супергидрофобности.
Команда утверждает, что некоторые версии их поверхностей SAM являются наиболее водоотталкивающими материалами, когда-либо существовавшими: супергидрофобные поверхности обычно имеют углы скольжения (угол, под которым вода скатывается) всего лишь 5°. Но команда Аалто сообщает, что их угол может достигать 0,01°, а это означает, что вода будет стекать практически с любой поверхности, которая не является идеально ровной. Более распространенной мерой гидрофобности является так называемый угол контакта, который определяется тем, насколько острой кривизной образуют капли воды на поверхности. Но здесь трудно применить эту меру, поскольку поверхности SAM позволяют воде растекаться в пленку, но при этом легко скатываются.
Каким бы интригующим ни было покрытие SAM, исследователи признают, что оно все еще довольно тонкое и легко рассеивается. Но они планируют продолжать работу над его улучшением, чтобы в конечном итоге он мог помочь в ряде случаев промышленного использования.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Chemistry.
