Las características de humectación y adhesión de las superficies sólidas dependen fundamentalmente de sus estructuras finas. Sin embargo, hasta ahora, nuestra comprensión de cómo el comportamiento de deslizamiento de las gotas de líquido depende exactamente de las microestructuras de la superficie ha sido limitada. Ahora, físicos Shasha Qiao, Qunyang Li y Xi-Qiao Feng de la Universidad Tsinghua en Beijing, China ha realizado estudios experimentales y teóricos sobre la fricción de gotas de líquido en superficies microestructuradas.

En un artículo publicado en EPJ E , los autores encontraron que bajo la misma fracción sólida, La fricción en superficies con una estructura formada por microagujeros es mucho mayor que en superficies modeladas con una serie de pilares. Estas superficies microestructuradas han ayudado a diseñar nuevas superficies que imitan las superficies que se encuentran en la naturaleza, como superficies autolimpiantes, superficies de arrastre reducido, superficies capaces de transportar líquidos en sistemas microfluídicos, variantes con propiedades antihielo o de transferencia de calor, e incluso superficies que facilitan la separación aceite-agua.

En este estudio, los autores se centran en el comportamiento de deslizamiento de una gota en superficies estructuradas con microagujeros. Recientemente, el mismo grupo de físicos demostró que el porcentaje de espacio ocupado por sólidos para una superficie de área unitaria puede afectar significativamente el comportamiento de deslizamiento de las gotas de líquido en superficies con estructuras de micropilares.

En este estudio, los autores demuestran que la continuidad de las microestructuras de la superficie también puede alterar considerablemente el comportamiento de deslizamiento de las gotas. Muestran que la fricción por deslizamiento aumenta con el aumento de la fracción de área sólida. Esta conclusión fue validada experimentalmente deslizando activamente una gota de agua sobre superficies sólidas con microagujeros y micropilares de varios tamaños mientras se midían simultáneamente las fuerzas de fricción de deslizamiento resultantes.

Luego, los autores explican cualitativamente el contraste en la fricción entre las superficies de microagujeros y micropilares mediante el desarrollo de un modelo teórico mejorado, que amplía el modelo clásico de la mecánica de humectación al considerar un ancho efectivo finito de la línea de contacto sólido-líquido-gas.