دانشمندان ادعا کردند سطح آب‌گریزترین تاریخ را ساخته‌اند

محققان اروپایی با استفاده از یک پوشش مایع متفاوت، سطحی جدید ایجاد کردند که آب با زوایای 500 برابر کمتر از سایر مواد، روی آن سرازیر می‌شود. این پیشرفت که به آن به‌عنوان «آب‌گریزترین سطح تاریخ» اشاره شده است، یک رویکرد نوین برای بررسی میزان لغزندگی قطرات در سطح مولکولی ارائه می‌دهد.

در این تحقیق جدید، دانشمندان از دانشگاه آلتو در فنلاند، یک سطح مایع متفاوت از مولکول‌هایی به نام “تک‌لایه‌های خودآرا” (SAMs) ایجاد کردند که یک بستر سیلیکونی را پوشش می‌دهند. با تنظیم شرایطی از قبیل دما و محتوای آب در واکنش‌دهنده، آن‌ها با موفقیت میزان پوشش سیلیکون را در SAMها هنگام تولید ماده کنترل کردند.

آب‌گریزترین سطح ساخته‌شده در تاریخ

هنگامی که بیشتر از سطح این تکنولوژی توسط تک‌لایه‌های خودآرا (SAMs) پوشش داده می‌شود، ویژگی آب‌گریزی آن افزایش می‌یابد و باعث تشکیل قطرات آب می‌شود که از سطح سیلیکونی سرازیر می‌شوند. این نتیجه کاملاً متوقع است، اما عجیب و حساب‌نشده برای محققان این است که حتی یک پوشش ضعیف از تک‌لایه‌های خودآرا (SAM) نیز باعث لغزش سطح می‌شود.

ساکاری لپیکو، نویسنده اصلی این مقاله، اظهار کرده است:

این موضوع که حتی پوشش کم باعث لغزندگی می‌شود، به نظر غیرمنطقی می‌آمد. متوجه شدیم که در این شرایط، آب به‌طور آزادانه میان مولکول‌های تک‌لایه‌های خودآرا (SAM) جریان دارد و روی سطح آن لغزش پیدا می‌کند. حتی زمانی که پوشش تک‌لایه‌های خودآرا (SAM) زیاد باشد، آب به‌راحتی از بین می‌رود. در شرایطی میان این دو حالت، آب به تک‌لایه‌های خودآرا (SAMs) و سطح متصل می‌شود.

به گفته محققان، برخی از نمونه‌های ساخته‌شده از این تک‌لایه‌های خودآرا (SAM)، بهترین مواد آب‌گریزی هستند که تاکنون گزارش شده است. سطوح بسیار آب‌گریز معمولاً زوایای لغزشی تا 5 درجه را دارا هستند، اما تیم دانشگاه آلتو ادعا کرده است که سطح آن‌ها می‌تواند دارای زاویه شگفت‌انگیز 0.01 درجه باشد.

در دنیای اطراف ما، آب همواره با سطوح جامد در تعامل است. درک دینامیک مولکولی این قطرات به دانشمندان و مهندسان کمک می‌کند تا راه‌هایی برای بهبود بسیاری از فناوری‌های خانگی و صنعتی را کشف کنند. سطوح مایع‌مانند، یک نوع جدید از سطوح دفع‌کننده قطرات، مزایای فنی زیادی نسبت به روش‌های سنتی ارائه می‌دهند.

این تحقیق در مجله Nature Chemistry به چاپ رسیده است.