Инженеры из Флоридского университета (UFL) объявили о создании новой поверхности-репеллента, категорически отказывающейся промокать. При потрясающей эффективности источником вдохновения и отправной точкой для учёных послужили не тефлон или воск – а пример из мира природы.

При создании гидрофобной поверхности авторы пытались воспроизвести естественное «покрытие» тела паука, состоящее из волосков разной длины, загибающихся под всевозможными углами. Волоски на паучьих лапках настолько малы, что подбираются очень близко к поверхности и взаимодействуют с ней на молекулярном уровне, используя феномен, известный как силы Ван-дер-Ваальса.

Такие волоски у пауков различаются по длине и вообще очень сильно варьируются — длинные и короткие, разнообразно изогнутые и прямые. Мы попытались повторить эту структуру, — говорит Вольфганг Зигмунд (Wolfgang Sigmund), ведущий автор исследования. Большинство специалистов работает с массивами одинаковых, расположенных в правильном порядке. Оказывается, это далеко не лучший вариант».

Поначалу инженеры стремились выдерживать размер и расстояние между волокнами математически строго. Однако именно имитация хаотичного рисунка волокон на кончиках паучьих лап с помощью пластиковых волосков (со средней длиной 600 микрометров) привела к удивительному результату. Чистая физика без привлечения химии создала беспрецедентный отталкивающий эффект. По словам исследователей, их материал (в котором при производстве длина каждого волоска, в отличие от толщины, — величина случайная) сопротивляется даже нефти.

На микрофото справа отлично видно, как капля воды на покрытии Зигмунда сохраняет свою сферическую форму, независимо от того, движется она или нет. Благодаря волоскам (слева) за каплей даже не остаётся тончайшего «хвоста», как в случае других гидрофобных поверхностей (иллюстрация Shu-Hau Hsu et al./Langmuir)

Размещенное ниже видео демонстрирует перемещение капли воды по гидрофобной поверхности; как можно заметить, в статичном положении и при передвижении капля сохраняет сферическую форму.

Всё ещё находящееся в стадии доработки покрытие уже привлекло внимание представителей промышленности. Нетрудно представить возможные области применения такого материала: упаковки пищевых продуктов, оконные рамы, самоочищающиеся солнечные батареи и уйма других вариантов. Правда, авторам нужно будет придумать, как сделать поверхность стойкой к повреждениям.

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Langmuir.