Vätnings- och vidhäftningsegenskaperna hos fasta ytor beror kritiskt på deras fina strukturer. Dock, tills nu, vår förståelse av exakt hur glidbeteendet hos vätskedroppar beror på ytmikrostrukturer har varit begränsad. Nu, fysikerna Shasha Qiao, Qunyang Li och Xi-Qiao Feng från Tsinghua University i Peking, Kina har genomfört experimentella och teoretiska studier om friktion av vätskedroppar på mikrostrukturerade ytor.

I ett papper publicerat i EPJ E , författarna fann att under samma fasta fraktion, friktion på ytor med en struktur som består av mikrohål är mycket högre än på ytor mönstrade med en rad pelare. Sådana mikrostrukturerade ytor har hjälpt till att designa nya ytor som efterliknar ytor som finns i naturen, som självrengörande ytor, ytor med minskat motstånd, ytor som kan transportera vätskor i mikrofluidiska system, varianter med egenskaper mot isbildning eller värmeöverföring, och även ytor som underlättar separering av olja och vatten.

I den här studien, författarna fokuserar på glidbeteendet hos en droppe på mikrohålstrukturerade ytor. Nyligen, samma grupp fysiker visade att andelen utrymme som upptagits av fasta ämnen för en yta på en enhetsyta verkligen kan påverka vätskedropparnas glidbeteende på ytor med mikropelarstrukturer väsentligt.

I den här studien, författarna visar att kontinuiteten i ytmikrostrukturerna också kan förändra dropparnas glidbeteende avsevärt. De visar att glidfriktionen ökade med ökande fraktion av fast yta. Denna slutsats validerades experimentellt genom att aktivt glida en vattendroppe på fasta ytor med mikrohål och mikropelare av olika storlekar samtidigt som de resulterande glidande friktionskrafterna mättes.

Författarna förklarar sedan kontrasten i friktion mellan mikrohål och mikropelarytor kvalitativt genom att utveckla en förbättrad teoretisk modell, som utvidgar den klassiska vätningsmekanismmodellen genom att överväga en ändlig effektiv bredd på fast-vätske-gas-kontaktledningen.