Odpowiedź na to pytanie opisali w najnowszym wydaniu periodyku Nature Communications naukowcy z Aalto University i jest to odpowiedź naprawdę zaskakująca.
W swojej pracy badacze ujawnili bowiem, że istnieje coś takiego, jak ultraszybkie fale plastroniczne, które poruszają się ze zdumiewającą prędkością na powierzchniach hydrofobowych. Wszystko wskazuje na to, że informację tę będzie można praktycznie wykorzystać w wielu sektorach przemysłu, np. w biotechnologii, farmacji, czy nauce o materiałach.
Czytaj także: Tarcie kwantowe nieuchwytne przez 15 lat. Wreszcie jest potwierdzenie
Wspomniane wyżej fale kapilarne są tak naprawdę przedmiotem badań już od kilkuset lat. Ich badania powiedziały nam dotąd już wiele o właściwościach powierzchni, po których się poruszają, dzięki czemu naukowcy mogą je wykorzystać do badania miękkich materiałów czy też układów biologicznych. Dotyczy to zwłaszcza dziedziny mikroprzepływów, która koncentruje się na zachowaniu płynów w skali mikroskopowej.
Naukowcy z Aalto University odkryli teraz zupełnie nowe cechy tych fal, a niejako przy okazji odkryli zaskakująco wysokie prędkości tych fal w określonych warunkach. Nie byłoby to możliwe, gdyby nie to, że naukowcy postanowili przyjrzeć się falom kapilarnym na superhydrofobowych powierzchniach. Powierzchnie tego typu utrzymują cienką warstwę gazu, tzw. plastron, pod wodą. Ta niepozorna warstwa gazu skutecznie chroni powierzchnię przed zanieczyszczeniami i przed korozją, nie dopuszczając do zetknięcia wody bezpośrednio z powierzchnią.
Badacze z Aalto University postanowili sprawdzić, jak silnie skupione ultradźwięki mogą oddziaływać na taki plastron, i z jaką prędkością po nim mogą poruszać się wytworzone w ten sposób fale plastroniczne.
Efekt prac był zaskakujący. Okazało się bowiem, że fale plastroniczne poruszały się zarówno po wodzie, powierzchni hydrofobowej i po plastronie z prędkością aż 45 razy większą od typowych fal kapilarnych.
Naukowcy wskazują, że paradoksalnie takie fale można wykorzystać do monitorowania stanu samego plastronu w powierzchniach superhydrofobowych. To bardzo dobra wiadomość dla producentów materiałów tego typu wykorzystywanych w środowisku wodnym, niezależnie od tego czy mówimy o sektorze biotechnologii, czy materiałoznawstwa.
Czytaj także: Turbulencja ma coraz mniej tajemnic. Tak naukowcy chcą przewidywać to zjawisko
Dotychczas uzyskane informacje wskazują, że precyzyjne monitorowanie prędkości fal rozchodzących się po materiałach superhydrofobowych pozwala ustalić stan i ewolucję plastronu w czasie. Inaczej mówiąc, zmiany prędkości fal plastronicznych mogą stanowić precyzyjny czujnik tego, czy plastron czasem nie rozpuszcza się w wodzie, a to może już mieć istotne znaczenie dla takich sektorów jak farmacja.
Powyższe badania nie tylko poszerzają naszą wiedzę na temat podstawowych zjawisk fizycznych, ale także stanowią solidny fundament pod rozwój nowych technologii.