De bevochtigings- en hechtingseigenschappen van vaste oppervlakken zijn in grote mate afhankelijk van hun fijne structuren. Echter, tot nu, ons begrip van hoe het glijgedrag van vloeistofdruppels precies afhangt van microstructuren aan het oppervlak, is beperkt. Nutsvoorzieningen, natuurkundigen Shasha Qiao, Qunyang Li en Xi-Qiao Feng van de Tsinghua Universiteit in Peking, China heeft experimentele en theoretische studies uitgevoerd naar de wrijving van vloeistofdruppels op microgestructureerde oppervlakken.

In een paper gepubliceerd in EPJ E , vonden de auteurs dat onder dezelfde dikke fractie, wrijving op oppervlakken met een structuur die bestaat uit microgaatjes is veel hoger dan die op oppervlakken met een patroon met een reeks pilaren. Dergelijke microgestructureerde oppervlakken hebben geholpen bij het ontwerpen van nieuwe oppervlakken die lijken op oppervlakken die in de natuur voorkomen, zoals zelfreinigende oppervlakken, oppervlakken met verminderde weerstand, oppervlakken die vloeistoffen kunnen transporteren in microfluïdische systemen, varianten met anti-ijsvorming of warmteoverdrachtseigenschappen, en zelfs oppervlakken die de scheiding van olie en water vergemakkelijken.

In dit onderzoek, de auteurs richten zich op het glijgedrag van een druppel op oppervlakken met microgaten. Onlangs, dezelfde groep natuurkundigen toonde aan dat het percentage ruimte dat wordt ingenomen door vaste stoffen voor een oppervlakte-eenheid inderdaad het glijgedrag van vloeistofdruppels op oppervlakken met micropilaarstructuren aanzienlijk kan beïnvloeden.

In dit onderzoek, de auteurs tonen aan dat de continuïteit van de microstructuren aan het oppervlak ook het glijgedrag van druppeltjes aanzienlijk kan veranderen. Ze laten zien dat de glijdende wrijving toenam met toenemende vaste oppervlaktefractie. Deze conclusie werd experimenteel gevalideerd door een waterdruppel actief te schuiven op vaste oppervlakken met microgaatjes en micropilaren van verschillende groottes, terwijl tegelijkertijd de resulterende glijdende wrijvingskrachten werden gemeten.

De auteurs verklaren vervolgens het contrast in wrijving tussen micro-gat- en micro-pijleroppervlakken kwalitatief door een verbeterd theoretisch model te ontwikkelen, die het klassieke bevochtigingsmechanicamodel uitbreidt door een eindige effectieve breedte van de vaste-vloeibaar-gascontactlijn in overweging te nemen.