Контролируемое увеличение водоотталкивающие свойства поверхности от супергидрофильного до супергидрофобного состояния
31.08.2023
В живой природе мы нередко сталкиваемся с материалами, обладающими уникальными свойствами смачивания водой. К таким материалам относится лист лотоса, который благодаря своим супергидрофобным свойствам очищается стекающими каплями воды, или лепесток розы, способный запасать на поверхности сферические капли воды за счет высокой локальной адгезии. Воспроизведение и изменение этих свойств рассмотрены в статье «Экспериментальное подтверждение явления трансцендентности угла смачивания на супергидрофобной поверхности», опубликованной в журнале Chemical Engineering Science.
Работа написана сотрудниками нескольких лабораторий Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе (ИТ) СО РАН. Они воспроизвели описанные выше свойства на поверхности монокристаллического кремния – наиболее востребованного материала микроэлектроники. Комбинируя лазерную обработку и химическое осаждение полимера, авторы контролируемо увеличивали водоотталкивающие свойства поверхности от супергидрофильного до супергидрофобного состояния. Данный подход позволил экспериментально воспроизвести численные результаты коллег из Китая, ранее также опубликовавших свои исследования в Chemical Engineering Science.
![1-1 (jpg, 119 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=bbaa4591-61ea-450b-a0dc-3771e06ae205)
При моделировании был обнаружен режим течения капли воды по поверхности, при котором оттекающий краевой угол смачивания больше, чем натекающий, что ранее считалось невозможным. Авторам статьи удалось создать материал с соответствующими характеристиками и показать, что такие режимы течения действительно реализуются. Это открывает возможность разрабатывать новые подходы для управления контактом жидкости с твердой стенкой.
Исследование взаимодействия капель с поверхностью выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (мегагрант № 075-15-2021-575). Синтез поверхностей выполнен в рамках государственного задания ИТ СО РАН.
Источник: ИТ СО РАН.