De aanwijzingen in het leerboek voor het karakteriseren van de bevochtigende eigenschappen van vaste oppervlakken zullen waarschijnlijk veranderen, aangezien KAUST-onderzoekers aantonen dat conventionele tests misleidend kunnen zijn.

Huidige go-to-methoden om de bevochtigingseigenschappen van het oppervlak te bepalen, zijn gebaseerd op het meten van contacthoeken, waarbij beelden van voortschrijdende en terugtrekkende druppeltjes die door capillairen op oppervlakken worden afgegeven, worden geanalyseerd om hoeken bij vaste-vloeistof-damp-interfaces te schatten.

Een contacthoek van meer dan 90 graden voor druppels op water- of oliebasis geeft aan dat oppervlakken hydrofoob (waterafstotend) of oleofoob (resistent tegen olie) zijn. Daarom, oppervlakken die zowel voor water als voor oliën aan dit criterium voldoen, worden als omnifoob gedefinieerd. Hoge contacthoeken zorgen er ook voor dat, wanneer ondergedompeld in vloeistoffen, oppervlakken vangen lucht op, wat cruciaal is voor toepassingen, zoals ontzilting, weerstandsvermindering in transportleidingen en aangroeiwerende materialen voor schepen.

Contacthoeken zijn uiterst betrouwbaar gebleken voor het beoordelen van de alomtegenwoordigheid van oppervlakken die gebruik maken van vloeistofafstotende chemische coatings. Er bestaat commercieel verkrijgbare apparatuur en software voor het meten van realtime contacthoeken. Echter, bij het verkennen van coatingvrije benaderingen om vloeistoffen af ​​te stoten, Het team van Himanshu Mishra ontdekte dat beoordelingen die alleen op contacthoeken zijn gebaseerd, bedrieglijk kunnen zijn.

Om deze discrepantie aan te tonen, de onderzoekers onderzochten de bevochtiging van silica-oppervlakken bestaande uit microscopisch kleine paddestoelvormige pilaren (zie afbeelding) door zowel contacthoekmetingen als door onderdompeling. Wanneer beoordeeld door contacthoek, de oppervlakken vertoonden voortschrijdende en terugwijkende hoeken groter dan 150 graden, die volgens de index die wordt gebruikt om oppervlakken te evalueren, ze classificeert als opmerkelijk vloeistofafstotend of superomnifobiciteit. Echter, wanneer beoordeeld door onderdompeling, dezelfde vloeistoffen namen onmiddellijk de microtextuur op en de fobiciteit ging verloren. Dus, oppervlakken die werden gekenmerkt als superhydrofoob door contacthoeken leidden tot gebrekkige conclusies. In werkelijkheid, gelokaliseerde defecten, zoals gebroken of ontbrekende pilaren, in deze microtextuur en grens stelde de vloeistof in staat om de ingesloten lucht binnen te dringen en te verplaatsen.

Met hetzelfde materiaal, de onderzoekers toonden ook aan dat als er een muur werd gebouwd rond de pilaren, de resulterende gecompartimenteerde microtextuur stootte vloeibare druppeltjes in de lucht af en sloot lucht stevig op bij onderdompeling. "Terwijl we nieuwe coatingvrije benaderingen voor vloeistofafstoting identificeren, de oude criteria voor het beoordelen van omnifobiciteit moeten worden bijgewerkt, en de specificiteit van microtexturen moet worden erkend, ' zei Misra.

Eerste auteur Sankara Arunachalam zegt:"Tijdens contacthoekmetingen de druppeltjes nemen een beperkt aantal plekken op het oppervlak in. Daarom, effecten van oppervlaktedefecten kunnen worden gemist."

Echter, de vloeistof kan bij onderdompeling het hele oppervlak bereiken. Deze bevindingen zullen naar verwachting de rationele ontwikkeling van coatingvrije vloeistofafstotende oppervlakken bevorderen als groene en robuuste alternatieven voor de huidige chemische behandelingen voor toepassingen, zoals ontzilting en weerstandsvermindering.