Er vi på grænsen til at måle vandafvisende overflader?

Hvordan væsker frastødes af en overflade, en egenskab kaldet "fugtbarhed, "er vigtigt for ingeniører at udvikle fly, der modstår isdannelse, for modedesignere, der udvikler udendørsudstyr, der afviser regn og snavs, og mange andre områder. Forskere, der udvikler helt nye overfladematerialer i laboratoriet, har også brug for nøjagtig måling af befugtningsegenskaber, så de kan sammenligne, hvordan forskellige overflader opfører sig.

I mere end to århundreder, standardmetoden til at definere hvordan dråben og overfladen interagerer har været ved at måle dråbens "kontaktvinkel". Kontaktvinklen er vinklen mellem kanten af ​​dråben og substratoverfladen. Forskning ved Aalto Universitet sætter nu spørgsmålstegn ved effektiviteten af ​​denne metode. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Problemet med kontaktvinkelmetoden, ifølge professor Robin Ras, er, at det afhænger både af nøjagtigheden af ​​det kamera, der bruges til at afbilde dråben, og en subjektiv beslutning fra videnskabsmanden om, hvor i billedet dråben møder overfladen. Efterhånden som forskere og ingeniører udvikler mere og mere vandafvisende materialer, evnen til at måle, hvor effektive de er, falder, fordi fejlene i målingen bliver væsentligt værre, efterhånden som evnen til at afvise vand stiger.

Professor Ras' team har omhyggeligt kvantificeret de fejl, der opstår ved kontaktvinkelmålinger, og hans gruppe udvikler alternative metoder til at måle, hvordan vandafvisende overflader interagerer med dråber. Nyere metoder, der måler adhæsions- eller friktionskræfterne mellem overfladen og dråberne, har ikke kun færre fejl, men tillade kvantificering i fysiske termer, der er mere relevante for ingeniørerne, der udvikler de nye materialer.

"Vi opfordrer forskere til at genoverveje relevansen af ​​kontaktvinkler i hydrofob overfladekarakterisering og foreslå kraft som næste generations benchmarkkvantitet," siger professor Ras.

Ved at øge bevidstheden blandt det bredere videnskabelige samfund om, at der findes bedre metoder til måling af overfladebefugtning, Professor Ras og hans team håber, at andre vil være i stand til at gøre yderligere opdagelser, der i øjeblikket er uopnåelige ved hjælp af traditionelle måleteknikker.