Ett sönderfall av luftbubblor som kan äventyra prestandan hos dropphärledda beläggningar har upptäckts av ett team ledd av Sigurdur Thoroddsen och hans Ph.D. student Kenneth Langley på KAUST.

Att förstå vad som händer med droppar när de stänker på fasta ytor är viktigt för applikationer som sträcker sig från vanlig spraymålning till bläckstrålekretsar. En utmaning uppstår från luftkudden som är instängd under droppen under den första kontakten. Inom en bråkdel av en sekund denna gas kan komprimeras och få droppen att studsa tillbaka eller fästa dåligt vid målet.

Från kameror som filmar med 5 miljoner bilder per sekund, teamets bilder visar hur tjocka band av mikrobubblor uppstår när vattendroppar träffar ytor som bara är några nanometer från att vara helt plana.

"Vi ser att mikrobubblor dyker upp efter att droppen börjar sprida sig, vilket inte var vad vi förväntade oss, ", säger Langley. "Hastigheten med vilken några av dessa bubblor bildar är också överraskande - när de väl har fått kärnor, de växer till sin ultimata storlek på en mikrosekund eller mindre."

För att reda ut mekanismen för bildning av mikrobubblor, forskarna använde objektglas belagda med en vattenavvisande film. Deras tidsupplösta bilder visade att de små bubblorna dök upp när glasskivan var belagd med tillräckligt många lager för att producera robusta projektioner liknande storleken på luftfickan i nanometerskala.

"Om din applikation är känslig för luftinneslutning, såsom organiska LED-skärmar, det är viktigt att göra ytan så slät som möjligt, säger Langley.