Исследователи университета Аалто разработали новый механизм, заставляющий капли воды соскальзывать с поверхностей. Технология может применяться в различных областях, включая сантехнику, оптику, а также автомобильную и морскую промышленность, пишет Eurekalert.
Повсюду вокруг нас вода всегда взаимодействует с твердыми поверхностями. Приготовление пищи, транспорт, оптика и сотни других технологий зависят от того, как вода прилипает к поверхностям или соскальзывает с них. Понимание молекулярной динамики этих микроскопических капель помогает ученым и инженерам найти способы улучшить многие бытовые и промышленные технологии.
Жидкоподобные поверхности представляют собой новый вид гидрофобных поверхностей, которые обладают преимуществами по сравнению с традиционными подходами. Исследователи создали молекулярные слои, которые хотя и очень подвижны, но тесно связаны с основной поверхностью. Это позволяет твердым поверхностям приобретать свойства жидкости, образуя своего рода смазочный слой между поверхностью и каплями воды. Для создания такого слоя исследовательская группа использовала специальный реактор, в котором формировали самоорганизующиеся монослои (SAM) на поверхности кремния.
Тщательно регулируя такие условия, как температура и содержание воды внутри реактора, команда смогла точно настроить, какую часть поверхности кремния покрывает монослой.
Результаты исследования показали, что скользкость поверхности зависит от уровня покрытия SAM. При низком покрытии преобладает поверхность из кремния, а при высоком покрытии — монослои. При низком покрытии между молекулами монослоев возникает свободное движение воды, которая легко скользит по поверхности. В случае высокого покрытия вода остается на поверхности монослоев, но тоже соскальзывает. Это позволило исследователям создать самую скользкую поверхность жидкости в мире, обладающую особыми свойствами.
Открытие пригодится везде, где необходимы водоотталкивающие поверхности — от бытовых ситуаций до промышленных решений. Такая технология имеет потенциал для решения различных задач, таких как теплообмен в трубах, защита от обледенения и запотевания. Она также может быть использована в микрофлюидике для плавного перемещения крошечных капель и создания самоочищающихся поверхностей.
Команда планирует продолжить эксперименты с самособирающейся установкой монослоя и улучшить сам слой. Основная проблема с покрытием заключается в том, что он очень тонкий и поэтому легко рассеивается после физического контакта. Но его изучение дает фундаментальные научные знания, которые можно использовать для создания долговременных практических приложений.
Ранее ученые из университета Суррея в Великобритании создали «живую» краску. Биопокрытие содержит цианобактерии, которые производят кислород и улавливают углекислый газ.