Kapka vody na U-rampě

26. prosinec 2013 | 06.00 |

Hydrofobní povrchy se často vyznačují lotosovým efektem. Voda z takového povrchu odteče jako z lotosového listu, nebo svým chováním připomíná malé kuličky rtuti na z rozbitého teploměru na podlaze. Tyto povrchy jsou označovány jako nesmáčivé, protože odpuzují vodu. Kapky vody se do nich nevsáknou a zachovávají tvar koule, protože ta má z geometrických těles nejmenší povrch. Kapalina se přitom snaží zaujmout takový tvar, aby její povrchová energie byla minimální. Materiály, které tyto povrchy tvoří, jsou pak hydrofobní. Pomocí nanotechnologií jsou hydrofobní povrchy vytvářeny na různých materiálech jako sklo, kov, dřevo, plast, kůži a textil nebo i na papír či lepence. Taková vrstvička udržuje lesk povrchů, jejich čistý vzhled a u skla umožňuje lepší viditelnost a průhlednost. Chování kapky vody na hydrofobním povrchu ukazuje video.

Mikroskopická struktura použitého materiálu je tvořena uhlíkovými nanotrubičkami. Tento superhydrofobní materiál, kde je mezi kapkou a její podložkou vysoký kontaktní úhel, umožňuje kapce zaujmout tvar téměř dokonalé koule. Míra hydrofobicity jednotlivých povrchů se porovnává pomocí kontaktního úhlu, který je vymezen rozhraním plyn/povrch a rozhraním plyn/kapalina. Povrch se dá považovat za smáčivý, když je kontaktní úhel naměřený na tomto povrchu menší než 90°. Naopak pokud je kontaktní úhel větší než 90° jsou vlastnosti povrchu nesmáčivé. Je-li měřící kapalinou voda, mluvíme o površích hydrofilních a hydrofobních. Pokud je kontaktní úhel blízký 0° jedná se o povrch superhydrofilní a naopak u  povrchu s kontaktním úhlem nad 150° je superhydrofobní.

Při experimentech nasnímaných vysokorychlostní (rychloběžnou) kamerou, dopadají na takový superhydrofobní povrch kapičky určitého objemu z určité výšky pod daným úhlem.

Chování kapek vody ve velmi zpomalené podobě sledují vědci z Kalifornského technologického institutu v USA. Kapka vody se nejenomže do povrchu nevsakuje, ale odráží se od něj jako pingpongový míček a zároveň po něm klouže.

Superhydrofobní materiály, které si dokáží udržet své vlastnosti po dlouhou dobu, by mohly být úspěšně využívány např. v oblasti samočisticích povrchů či vodě zcela nepropustných textiliích.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře