То, как жидкости отталкиваются от поверхности - свойство, называемое «смачиваемостью», - важно для инженеров при разработке самолетов, устойчивых к обледенению; для модельеров, разрабатывающих одежду для активного отдыха, которая отталкивает дождь и грязь; и все возможные поля между ними. Исследователям, разрабатывающим совершенно новые материалы для поверхностей в лаборатории, также необходимо точное измерение смачивающих свойств, чтобы они могли сравнивать поведение различных поверхностей. На протяжении более двух столетий стандартным методом определения взаимодействия капли и поверхности было измерение «краевого угла» капли. Краевой угол - это угол между краем капли и поверхностью, на которой она сидит. Исследования Университета Аалто в настоящее время ставят под сомнение эффективность этого метода в перспективной статье, опубликованной 15 марта в журнале Science.
Проблема с методом контактного угла, по словам профессора Робина Раса, заключается в том, что он зависит как от точности камеры, используемой для изображения капли, так и от субъективного решения ученого о том, где на изображении капля встречается с поверхность. По мере того, как ученые и инженеры разрабатывают все более водоотталкивающие материалы, наша способность измерять их эффективность снижается, потому что погрешности измерения значительно увеличиваются по мере увеличения водоотталкивающей способности.
Команда профессора Раса провела тщательную количественную оценку ошибок, возникающих при измерении краевого угла, и его группа разрабатывает альтернативные методы измерения того, как водоотталкивающие поверхности взаимодействуют с каплями. Новые методы, которые измеряют силы сцепления или трения между поверхностью и каплями, не только имеют меньшие ошибки, но и позволяют проводить количественную оценку в физических терминах, что более актуально для инженеров, разрабатывающих новые материалы..
"Мы призываем исследователей переосмыслить важность контактных углов для характеристики гидрофобных поверхностей и предложить силу в качестве контрольной величины следующего поколения", - говорит профессор Рас.
Повышая осведомленность более широкого научного сообщества о том, что существуют более совершенные методы измерения смачиваемости поверхности, профессор Рас и его команда надеются, что другие смогут сделать новые открытия, недоступные в настоящее время с использованием традиционных методов измерения.