Листья лотоса, грязные поверхности и чистый уход

Листья лотоса выглядят запылёнными, но их поверхность ведёт себя как самоочищающаяся система. Под микроскопом кожа листа превращается в ландшафт из микронных бугорков, покрытых наноразмерными кристаллами воска. Такая грубая, гидрофобная архитектура создаёт то, что физики называют сверхгидрофобной поверхностью, на которой вода почти не соприкасается с твёрдым телом.

Вместо того чтобы растекаться, капли находятся в состоянии Кэсси–Бакстера: они покоятся на воздушных карманах, а контактные углы настолько велики, что вода собирается в подвижные шарики. Скатываясь по листу, эти капли под действием капиллярных сил и поверхностного натяжения подхватывают частицы грязи — подобно роботизированному пылесосу, но движимому только межфазной энергией. Чем выше плотность загрязнений, тем больше «груза» каждая капля может собрать, прежде чем соскользнуть с поверхности.

Инженеры сегодня воссоздают этот «эффект лотоса» на стекле и текстиле, подбирая шероховатость поверхности и нанося фторированные или силиконовые покрытия. На самоочищающемся стекле дождевая вода превращается в автоматическую систему ухода, смывающую пыль без моющих средств. В водонепроницаемых тканях похожие микро- и наноструктуры препятствуют смачиванию, сохраняя при этом воздухопроницаемость, превращая ботаническую стратегию выживания в инструмент промышленного проектирования.

loading...