Een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Tokio heeft een theoretisch model ontwikkeld dat laat zien hoe druppeltjes rond kleine deeltjes op een oppervlak groeien. Dit model zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om de groei en vorm van druppels te beheersen, wat toepassingen heeft op verschillende gebieden, zoals zelfreinigende oppervlakken, microfluïdica en inkjetprinten.

Wanneer een vloeistofdruppel op een oppervlak wordt geplaatst, zal deze zich verspreiden en het oppervlak nat maken. De vorm van de druppel wordt bepaald door de balans tussen de oppervlaktespanning van de vloeistof en de adhesiekrachten tussen de vloeistof en het oppervlak. Als het oppervlak glad en uniform is, zal de druppel zich in een platte cirkel verspreiden. Als het oppervlak echter ruw of gestructureerd is, zal de druppel op bepaalde punten aan het oppervlak blijven plakken en een meer onregelmatige vorm aannemen.

Het model van het team houdt rekening met het effect van oppervlakteruwheid op de groei van druppels. Het model voorspelt dat de druppel sneller zal groeien in gebieden waar het oppervlak ruwer is, en langzamer in gebieden waar het oppervlak gladder is. Dit komt omdat de oppervlakteruwheid meer kiemplaatsen biedt waar de vloeistof op kan condenseren, wat leidt tot een snellere druppelgroei.

Het model van het team zou kunnen worden gebruikt om oppervlakken te ontwerpen die de groei en vorm van druppels regelen. Een oppervlak kan bijvoorbeeld een structuur krijgen met een patroon van kleine pilaren, waardoor druppels een specifieke vorm kunnen aannemen. Dit zou kunnen worden gebruikt om zelfreinigende oppervlakken te creëren die waterdruppels afstoten, of om microfluïdische apparaten te creëren die de vloeistofstroom regelen.

De bevindingen van het team zijn gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.