超疏水材料表面水滴運動方式被破解

2020-11-22 科學網

水滴在超疏水表面被彈開的瞬間。

科技日報北京11月5日電 （記者王小龍）「在高度防水的超疏水材料表面，水滴會在壓力的作用下，像玩蹦床一樣快速自發彈走。」日前，瑞士科學家藉助高速成像技術，破解了水滴在超疏水材料表面的運動方式。該研究有望在航空、汽車製造以及生物醫學等領域獲得應用，讓不結冰的機翼、不沾灰的汽車以及不凝露的玻璃成為現實。相關論文發表在最新一期的《自然》雜誌上。

自然界一直就存在從物體表面自發地除去冷凝物質的技術，人類開發的不少新材料也借鑑了這些理念，但對其背後的機制，人們一直以來並不是特別清楚。

瑞士蘇黎世聯邦理工學院的迪莫斯·普萊卡寇斯和他的研究團隊，通過高速成像技術來研究水滴在超疏水材料表面停留和運動的模式，終於成功破解了這一難題。他們發現，在完全剛性的超疏水材料表面，水滴會漂浮起來，從而實現自我清除，整個過程就像體操運動員從蹦床上跳起來一樣。研究人員表示，這種現象來自水滴的快速汽化，由於水汽的流向受到水滴表面張力和表面紋理的限制，這使液滴下方積累了比周圍空氣更高的壓力，在這些壓力的作用下，水滴會快速彈走。

非但如此，普萊卡寇斯團隊證明，這種去除液滴的現象甚至可以自動去除材料表面結成的冰，在水結成冰的那一刻就讓冰離開表面，冰下的壓力有時甚至會直接將其推走。

研究人員稱，通過對這一現象及其背後機理的研究，未來將有望開發出不會結冰的機翼，不落灰不沾土的建築、車輛或太陽能電池。此外，該技術還可用於提高機械部件的防腐和耐久性能。（來源：科技日報 王小龍）

 

 

 

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