Для бабочки даже малейший проливной ливень может почувствовать, будто его забрасывает шквал мячей для боулинга. И поскольку насекомые укрываются, малейшая остаточная влага, касающаяся их тонких пластин крыльев, также может препятствовать их способности летать. К счастью, маленькие твари развили уникально текстурированные крылья, которые превосходно отталкивают воду и грязь.
Ученые знали это в течение некоторого времени. Но в последнее время особый интерес для ученых представляют замечательные размахы крыльев, принадлежащие голубой бабочке морфо, тропическому виду, обитающему в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Было обнаружено, что специальные рельефные рисунки на поверхности, подобные листьям настурции, отталкивают жидкости со скоростью, которая превосходит даже предполагаемые способности проливать воду из листьев лотоса.
«В течение многих лет индустрия копировала лотос. Они должны начать думать о копировании бабочек и настурций», - говорит BBC News профессор MIT Крипа Варанаси. «Мы считаем, что это самые супергидрофобные поверхности».
Варанаси наиболее известен как глава исследовательской группы, которая разработала LiquiGlide, технологию скользкой поверхности, которая, как было показано, позволяет кетчупу легко выскользнуть из бутылки. Его последние результаты, опубликованные в журнале Nature, демонстрируют, как другой изготовленный материал, показывающий эту добавленную морщину, действительно может быть самым водостойким материалом на земле.
Итак, как работает этот новый материал? Как показано на видео, кремниевая поверхность имеет выпуклые выступы высотой не более 0, 1 миллиметра (1/250-й дюйма), которые заставляют падающие капли воды сглаживаться, как блин, перед тем, как они сразу же распадаются на более мелкие разбросанные капли. Чем меньше капель, тем быстрее они отскакивают от поверхности. Количество времени, в течение которого жидкость находится в контакте с материалом, значительно меньше - фактически на треть меньше, чем это было бы с другими водоотталкивающими материалами.
Кредит: Снимок экрана с видео демонстрации
Так в чем же преимущество материала, который может оставаться более сухим, чем остальные? Поскольку более мелкие капли легко отталкиваются, меньшее количество воды на поверхности означает меньшую вероятность накопления мороза. С коммерческой точки зрения такой материал представляет особый интерес для авиационной промышленности. Инженеры постоянно ищут способы предотвратить образование льда на крыльях самолетов; этот застывший слой может изменить воздушный поток и подвергнуть самолет риску сваливания. Противообледенительные системы, которые тают на льду, уже встроены в самолеты для борьбы с такими проблемами, но супергидрофобное покрытие обеспечит дополнительную защиту от риска. Рифленая текстура также может быть применена к лопастям ветряных турбин для улучшения характеристик и тканей, которые могут быть использованы для создания одежды, которая лучше защищает нас от элементов.
На данный момент Варанаси и его исследовательская группа работают над структурными изменениями, которые, как они надеются, сделают материал еще более водостойким. Они считают, что увеличение количества гребней может помочь. «Я надеюсь, что нам удастся добиться сокращения времени контакта на 70–80%», - говорится в пресс-релизе. «Мы можем уменьшить его дальше».
