 Обычные сверхгидрофобные покрытия, которые отталкивают жидкости путем захвата воздуха внутри микроскопических поверхностных карманов, как правило, теряют свои свойства, когда жидкости оседают в этих карманах. В предоставленной работе были изготовлены чрезвычайно водоотталкивающие (или сверхгидрофобные) поверхности, которые могут выдерживать давление в 10 раз больше, чем среднее давление, которое поверхность будет испытывать при обычных комнатных условиях. Поверхность препятствует проникновению жидкости в наноразмерные щели.
Степень, в которой текстурированные, сверхгидрофобные покрытия нанометрового размера могут выдерживать повышенные нагрузки, преимущественно определяется геометрией текстурирования. Эта работа показывает, что посредством тщательной настройки наноразмерной геометрии могут быть реализованы существенные успехи в прочности и применимости этих структур для солнечных панелей, самовосстанавливающихся покрытий и противообледенителей.
Супергидрофобные покрытия отталкивают жидкость путем захвата воздуха внутри микроскопических поверхностных текстур. Тем не менее, полученный композитный интерфейс склонен разрушаться под внешним давлением. Текстуры нанометрового размера должны содействовать более устойчивым покрытиям за счет геометрии и эффектов удержания на наноуровне. Исследование использует местную дифракцию рентгеновских лучей для исследования степени, в которой супергидрофобное состояние в массивах нанометровых кремниевых текстур с цилиндрическими, коническими и линейными свойствами сохраняется под давлением.
Исследование показало, что верхние границы на супергидрофобной состоянии достигаются тогда, когда давление жидкости поднимается выше критического значения, которое зависит от формы и размера текстур. Это проникновение количественно моделируется посредством учета реальной геометрии текстуры и макроскопической теории капиллярной. Еще один важный вывод заключается в том, что проникновение является необратимым для всех текстур, за исключением конических текстур поверхности, которые обладают спонтанным частичным повторным появлением захваченной газовой фазы при жидкой разгерметизации. Эти результаты имеют глубокие последствия для понимания и проектирования многофазных наноразмерных систем (жидкость/пар), в том числе более эффективных супергидрофобных покрытий.
|
