science >> Wetenschap >  >> Fysica

Oppervlakken creëren die water afstoten en de stroming regelen

Krediet:American Chemical Society

Om te voorkomen dat water en ijs onze schoenen drassig maken, onze autoruiten berijpen en hoogspanningskabels met ijspegels verzwaren, wetenschappers hebben nieuwe coatings onderzocht die water kunnen afstoten. Nu heeft een team een ​​manier ontwikkeld om te bepalen waar het water heen gaat als het wordt weggeduwd. Hun verslag verschijnt in het journaal ACS toegepaste materialen en interfaces .

Waterafstotend, of superhyrdofoob, materialen zijn al in de handel verkrijgbaar. Maar wanneer geblazen door de wind of onderworpen aan een lichte kanteling, de waterdruppels op deze oppervlakken zullen wegglijden in een richting die wordt bepaald door het initiële duwtje. Om een ​​betere controle te krijgen over de waterstroom op superhydrofobe materialen, wetenschappers hebben paden in coatings geëtst zodat de vloeistof kan volgen. En hoewel water het aangewezen pad zal nemen, het kan een nat spoor achterlaten. Eerdere studies suggereren dat op deze paden, rollende druppels hebben een verschillende contacthoek aan de voor- en achterkant - ze zijn afgerond aan de voorkant maar platter aan de achterkant - en dit veroorzaakt het natte residu. Thomas McCarthy en collega's wilden deze tekortkoming aanpakken door te streven naar meer ronde druppels.

De onderzoekers begonnen met superhydrofobe siliciumwafels, waarin ze recht snijden, cirkelvormige en golvende sporen met behulp van fotolithografie. Daarna stelden ze het materiaal bloot aan een zuurstofplasmareiniger en behandelden het met een damp van siliconen nanofilamenten om de sporen hydrofoob te maken. Deze nieuwe stap was van cruciaal belang om de bolvorm van waterdruppels te behouden en het verschil in de voor- en achtercontacthoeken te minimaliseren. Uit testen bleek dat het water langs de aangegeven paden stroomde zonder een spoor achter te laten.