Ten materiał zawstydził kaczki. Woda spływa po nim szybciej niż po nich

Wyniki najnowszych badań wskazują wyraźnie coś, czego raczej nikt się nie spodziewał. Naukowcy nie wiedzą tak naprawdę, co sprawia, że jedna powierzchnia jest śliska, a druga nie.
Źródło: Ekaterina Osmekhina

Źródło: Ekaterina Osmekhina

Weźmy na przykład wodę, To czy przylgnie ona na dłużej do powierzchni, czy też nie, zależy od całej palety czynników, z których tylko jednym, aczkolwiek istotnym jest tarcie. Co do zasady, przyjmuje się, że jeżeli skład chemiczny jakiejś powierzchni jest jednorodny, woda będzie po niej spływać szybciej. Jeżeli skład chemiczny powierzchni jest bardziej złożony, woda będzie spływała po niej wolniej. Skoro jednak jest to zasada, to trzeba pamiętać, że od każdej zasady są wyjątki.

Co zatem odkryli naukowcy? Powierzchnia zbudowana z krzemu i pokryta specjalną samoorganizującą się monowarstwą (SAM) okazała się zaskakująco śliska. SAM to warstwa molekularna, która potrafi poruszać się jak ciecz, ale jest silnie związana z powierzchnią, do której przylega. Na swój sposób można powiedzieć, że warstwa SAM działa jak warstwa nawilżająca między cząsteczkami wody a faktyczną powierzchnią.

Dzięki precyzyjnej wiedzy o złożoności/jednorodności powierzchni badacze prowadzący eksperyment mogli kontrolować ilość SAM powstającego na powierzchni. W toku badań okazało się, że przy za dużej lub za małej ilości SAM, woda spływa po powierzchni zdecydowanie szybko.

Czytaj także: Ten materiał emituje światło bez żadnego dodatkowego źródła energii. Odpowiada za to jeden składnik

Jak wskazują naukowcy, w tworzeniu materiału po raz pierwszy w historii udało się zejść do poziomu nanometrów i stworzyć niezwykle jednorodną powierzchnię. Badacze odkryli, że gdy warstwa SAM jest bardzo cienka, woda swobodnie przepływa między cząsteczkami SAM, zsuwając się bez problemu po powierzchni. Gdy z kolei warstwa SAM jest gruba, woda pozostaje na powierzchni SAM i równie łatwo się po nim ześlizguje. Co się zatem dzieje między tymi dwoma ekstremami? Otóż woda przylega do SAM i przykleja się do powierzchni.

Eksperymentując z różnymi grubościami warstwy SAM, zespół naukowców był w stanie stworzyć najbardziej śliską ciekłą powierzchnię na świecie. Z pewnością taki materiał szybko znajdzie liczne zastosowania w przemyśle. Jakby nie patrzeć powierzchnie odpychające krople wody są przydatne w zaskakująco dużej liczbie produktów.

Czytaj także: Niezwykły materiał sprzed 2000 lat. Ma właściwości współczesnych, zaawansowanych kryształów

Trzeba jednak tutaj uzbroić się w cierpliwość. Oczywiście SAM ma bardzo ciekawe właściwości, ale także wiele ograniczeń. Nie zmienia to faktu, że teraz rozpoczną się intensywne prace, które będą miały na celu usunięcie tych ograniczeń lub też stworzenie podobnego materiału, który jednocześnie będzie oferował większą trwałość. Dlaczego akurat trwałość? Jak już wspomniano wcześniej, warstwa SAM pokrywająca dowolną powierzchnię jest niezwykle cienka, co oznacza, że w kontakcie z innymi przedmiotami rozchodzi się na boki i traci swoje właściwości. Nie ma jednak wątpliwości, że wkrótce znajdzie się rozwiązanie, które usunie tę wadę, a wtedy przed autorami tego wynalazku przemysł stanie otworem.