Wanneer water dichtbij een superhydrofoob oppervlak stroomt, vertoont het unieke eigenschappen vanwege de sterke waterafstotende eigenschappen van het oppervlak. Dit is wat er gebeurt:

1. Contacthoek: De contacthoek tussen waterdruppels en het superhydrofobe oppervlak is zeer hoog, doorgaans groter dan 150 graden. Deze hoge contacthoek geeft aan dat waterdruppels een minimale bevochtigbaarheid hebben en de neiging hebben kralen te vormen die op het oppervlak rusten in plaats van zich te verspreiden.

2. Cassie-Baxter Staat: Superhydrofobe oppervlakken vertonen vaak de Cassie-Baxter-toestand, waarbij de waterdruppeltjes rusten op kleine luchtzakjes die gevangen zitten tussen de oneffenheden van het oppervlak. Deze luchtlaag voorkomt direct contact tussen water en het vaste oppervlak, waardoor de hechting wordt verminderd en de waterafstotendheid wordt bevorderd.

3. Verminderd oppervlaktecontact: Door de opgesloten luchtzakken wordt het werkelijke oppervlak dat in contact komt met water aanzienlijk verminderd. Hierdoor ontstaat een ‘slip’-effect, waarbij waterdruppels gemakkelijk met verminderde weerstand over het oppervlak glijden.

4. Zelfreinigende eigenschappen: De Cassie-Baxter-toestand vergemakkelijkt de zelfreinigende eigenschappen van superhydrofobe oppervlakken. De kans is groter dat vuildeeltjes en verontreinigingen in de luchtzakken terechtkomen en gemakkelijk kunnen worden weggespoeld door waterdruppels die van het oppervlak rollen.

5. Anti-ijsvorming en ontdooiing: Superhydrofobe oppervlakken kunnen de hechting en ophoping van ijs verminderen. Waterdruppels vormen bolvormige kralen die van het oppervlak rollen, waardoor de vorming van een aanhoudende ijslaag wordt voorkomen. Deze eigenschap is waardevol bij verschillende toepassingen, zoals vliegtuigvleugels, voorruiten en hoogspanningsleidingen, om ijsvorming te voorkomen.

6. Sleepreductie: De lage adhesie en het verminderde oppervlaktecontact van waterdruppels op superhydrofobe oppervlakken kunnen leiden tot vermindering van de weerstand van vloeistofstromen. Deze eigenschap vindt toepassingen in microfluïdica, scheepsrompen en waterleidingbekledingen om de efficiëntie te verbeteren en het energieverbruik te verminderen.

7. Manipulatie van microdruppels: Superhydrofobe oppervlakken maken nauwkeurige controle van microdruppels mogelijk, waardoor ze bruikbaar zijn in toepassingen zoals op druppeltjes gebaseerde microfluïdica, lab-on-a-chip-apparaten en inkjetprinten.

8. Biomimicry: Veel superhydrofobe oppervlakken zijn geïnspireerd op natuurlijke structuren zoals lotusbladeren en vlindervleugels. Deze oppervlakken vertonen een hiërarchische ruwheid op micro- en nanoschaal die de waterafstotendheid verbetert.