据美国麻省理工学院网站11月21日报道,该校科学家参与的一项研究发现,在材料表面增加一些特殊纹理可将液滴与材料表面接触的时间减少40%,能大幅提升材料的防水防冻性能。相关论文发表在《自然》杂志上。

  论文共同作者、麻省理工学院机械工程系副教授克里帕·瓦拉纳西说,液滴和物体表面接触的时间非常重要,它影响两者动量和能量的交互关系,直接决定材料的防水性能。接触时间越短,带来的优势越大。例如,想要防止机翼结冰,就必须注意雨滴与机翼接触的时间,两者接触的时间越长,机翼冻结的可能性越大。

  根据理论,液滴在接触物体表面后须经历几个阶段:首先扩展成薄饼状,然后再向内收缩,逐渐恢复形状,在物体表面张力的作用下发生回弹,继而离开接触面。为减少接触时间,传统的思路是尽可能地减少液滴与接触面的相互作用。据此,不少科学家都把重点放在了低黏性超疏水表面的研发上,但效果却十分有限。新研究中,瓦拉纳西的研究小组发现,以一种特殊的方式增加接触面与液滴的相互作用可加速这一个过程,大幅减少两者的接触时间。