Es probable que las instrucciones de los libros de texto para caracterizar las propiedades humectantes de las superficies sólidas cambien a medida que los investigadores de KAUST demuestran que las pruebas convencionales pueden ser engañosas.

Los métodos actuales para determinar las características de humectación de la superficie se basan en la medición de ángulos de contacto, mediante el cual se analizan las imágenes de las gotitas que avanzan y se retraen distribuidas por los capilares sobre las superficies para estimar los ángulos en las interfaces sólido-líquido-vapor.

Un ángulo de contacto superior a 90 grados para gotas a base de agua o aceite indica que las superficies son hidrofóbicas (repelen el agua) u oleofóbicas (resistentes al aceite). Por lo tanto, las superficies que cumplen con este criterio tanto para el agua como para los aceites se definen como omnifóbicas. Los ángulos de contacto altos también garantizan que, cuando se sumerge en líquidos, las superficies atrapan aire, que es crucial para las aplicaciones, como la desalinización, reducción de arrastre en tuberías de transporte y materiales antiincrustantes para buques.

Los ángulos de contacto han demostrado ser extremadamente fiables para evaluar la omnifobicidad de las superficies que utilizan recubrimientos químicos repelentes de líquidos. Existen equipos y software disponibles comercialmente para medir ángulos de contacto en tiempo real. Sin embargo, en la exploración de enfoques sin recubrimiento para repeler líquidos, El equipo de Himanshu Mishra descubrió que las evaluaciones basadas solo en ángulos de contacto pueden ser engañosas.

Para demostrar esta discrepancia, Los investigadores investigaron la humectación de superficies de sílice que comprenden pilares microscópicos en forma de hongo (ver imagen) mediante mediciones de ángulo de contacto y por inmersión. Cuando se evalúa por ángulo de contacto, las superficies exhibieron ángulos de avance y retroceso superiores a 150 grados, que según el índice utilizado para evaluar las superficies las clasifica como de notable repelencia a líquidos o superomnifobicidad. Sin embargo, cuando se evalúa por inmersión, los mismos líquidos absorbieron instantáneamente la microtextura y se perdió la fobicidad. Por lo tanto, Las superficies que se caracterizaron como superhidrofóbicas a través de ángulos de contacto llevaron a conclusiones erróneas. En realidad, defectos localizados, como pilares rotos o faltantes, en esta microtextura y el límite permitía que el líquido penetrara y desplazara el aire atrapado.

Utilizando el mismo material, Los investigadores también demostraron que si se construía un muro alrededor de las matrices de pilares, la microtextura compartimentada resultante repelió las gotas de líquido en el aire y atrapó el aire con fuerza al sumergirlo. "A medida que identificamos nuevos enfoques sin recubrimiento para la repelencia a líquidos, Es necesario actualizar los antiguos criterios para evaluar la omnifobicidad. y debe reconocerse la especificidad de las microtexturas, "dijo Mishra.

El primer autor Sankara Arunachalam dice:"Durante las mediciones del ángulo de contacto, las gotitas ocupan un número limitado de puntos en la superficie. Por lo tanto, se pueden pasar por alto los efectos de los defectos superficiales ".

Sin embargo, el líquido puede acceder a toda la superficie tras la inmersión. Se espera que estos hallazgos hagan avanzar el desarrollo racional de superficies repelentes de líquidos sin recubrimiento como alternativas ecológicas y robustas a los tratamientos químicos actuales para aplicaciones. como la desalación y la reducción del arrastre.