Пропитав структурированную поверхность материала смазкой, ученые Массачусетского технологического университета научились контролировать силу взаимодействия между двумя фазами. Это позволит делать нужные поверхности более скользкими или, наоборот, лучше удерживающими другую фазу.

О разработке рассказывает статья в журнае ACS Applied Materials&Interfaces.

Клей, растаявший шоколад, зубная паста выходить самостоятельно из упаковки отказываются, но почему? Все это из-за сил трения между поверхностями. Двигаясь вдоль твердой поверхности, жидкость будет «зацепляться» за дефекты и тем самым замедляться. Если поверхность материала гладкая, без каких-либо дефектов, то скользить по ней будет любое тело — и жидкость, и металл. Но создать такие материалы практически невозможно и экономически невыгодно, ведь на обработку уходит много энергии и времени.

Однако ученые Массачусетского технологического университета (MIT) нашли способ это исправить. Чтобы уменьшить прилипание одной фазы к другой, исследователи взяли за основу механизм, который используют плотоядные кувшинки. Поверхность венесуэльских кувшинок покрыта множеством микроволосков, которые капиллярным давлением и другими межмолекулярными силами удерживают жидкость в пространстве между ними. Пропитка уменьшает силу трения между лепестком и муравьем, заставляя последнего соскальзывать в «желудок» растения.

Ученые MIT и по совместительству основатели компании LiquiGlide разработали новые текстурированные поверхности с жидкой смазкой. В стенки поверхности вмонтированы очень маленькие столбики или стеночки, канавки или засечки. Благодаря столь крошечной структуре поверхность материала удерживает лубрикант. В результате содержимое контейнера контактирует только со смазочной жидкостью и скользит, не прилипая.

«Наши поверхности позволяют жидкости перемещаться предпочтительным путем — будь то качение или скольжение, — комментирует Леонид Рапопорт, соавтор исследования. — Кроме того, жидкости могут перемещаться по нашим поверхностям без сдвига, скользя как твердые тела. Это особенность ценна, когда необходимо сохранить целостность материалов во время обработки».