Superhydrofoba ytor stöter bort vatten som inget annat. Detta gör dem extremt användbara för antimikrobiella beläggningar, som bakterier, virus och andra patogener kan inte fastna på sina ytor. Dock, superhydrofoba ytor har en stor brist - de är extremt mottagliga för skärsår, repor eller bucklor. Om en superhydrofob yta skadas, det skadade området kan fånga vätskor och fördelarna med beläggningen går förlorade. Nu, dock, ett samarbete mellan forskare i Kina och Finland har utvecklat en pansarpläterad superhydrofob yta som kan ta upprepade slag från skarpa och trubbiga föremål, och avvisar fortfarande vätskor med världsrekordseffektivitet.

Forskningen - som är omslaget i veckans nummer av Natur - har designat superhydrofoba ytor som kan vara gjorda av metall, glas, eller keramik. De superhydrofoba egenskaperna hos ytan kommer från nanostorlekar som sprids över den. Tricket är att mönstra materialets yta med en bikakeliknande struktur av små inverterade pyramider. Den sköra vattenavvisande kemikalien beläggs sedan på insidan av bikakan. Detta förhindrar att vätska fastnar på ytan, och den sköra kemiska beläggningen skyddas från skador av pyramidens väggar.

"Rustningen kan vara gjord av nästan vilket material som helst, det är sammankopplingen av ytramen som gör den stark och stel, "säger professor Robin Ras, en fysiker vid Aalto University vars forskargrupp var en del av projektet. "Vi gjorde rustningen med honungskakor av olika storlekar, former och material. Det fina med detta resultat är att det är ett generiskt koncept som passar för många olika material, vilket ger oss flexibiliteten att designa ett brett utbud av hållbara vattentäta ytor. "

Förutom deras användbara antimikrobiella egenskaper för biomedicinsk teknik, superhydrofoba ytor kan också användas mer allmänt i alla applikationer som kräver en vätskeavvisande yta. Ett exempel är solceller, där ansamling av fukt och smuts över tid blockerar mängden ljus de kan absorbera, vilket minskar elproduktionen. Att göra en solpanel av en superhydrofobisk glasyta skulle bibehålla sin effektivitet under lång tid. Vidare, eftersom solceller ofta finns på taket och andra svåråtkomliga platser, de avvisande beläggningarna skulle minska den mängd rengöring som behövs.

"Genom att använda den avkopplade designen, vi introducerar en ny metod för att designa en robust superhydrofob yta. Vårt framtida arbete skulle vara att driva denna metod vidare, och att överföra robusta superhydrofoba ytor till olika material och dess kommersialisering, "sade professor Xu Deng, ledaren för gruppen vid University of Electronic Science and Technology of China i Chengdu som deltog i denna forskning.

Andra önskvärda tillämpningar för superhydrofoba ytor inkluderar i maskiner och fordon, där förhållandena kan vara mycket tuffa för spröda material under lång tid. För att simulera dessa arbetsmiljöer, forskarna utsatte sina nya ytor för extrema förhållanden, inklusive bakning vid 100 ° C i flera veckor, nedsänka dem i mycket frätande vätskor i timmar, spränga dem med högtrycksvattenstrålar, och utsätta dem för fysisk ansträngning i extrem fuktighet. Ytorna kunde fortfarande avvisa vätska lika effektivt som tidigare.

Nu när styrkan i denna nya materialdesign har visats, framtida forskning kommer att utforska dess breda potential i verkliga tillämpningar.