محققان موفق به کشف مکانیسمی شدند که باعث می‌گردد بعضی از برگ‌ها خواص آب‌گریزی و بعضی دیگر خواص آب دوستی داشته باشند. این کشف راه‌گشای پدید آمدن سطوح خود تمیز شونده و سطوحی که چیزی به آنها نچسبد می‌گردد. از این سطوح می‌توان در شیشه‌های خود تمیز شونده، سپرهای بادگیر، هاردیسک‌ها، نوارهای مغناطیسی (برای ذخیره اطلاعات)، ادوات MEMS، NEMS استفاده کرد.
از برگ نیلوفر آبی تا پنجره‌های خود تمیز شونده
محققان موفق به کشف مکانیسمی شدند که باعث می‌گردد بعضی از برگ‌ها خواص آب‌گریزی و بعضی دیگر خواص آب دوستی داشته باشند. این کشف راه‌گشای پدید آمدن سطوح خود تمیز شونده و سطوحی که چیزی به آنها نچسبد می‌گردد. از این سطوح می‌توان در شیشه‌های خود تمیز شونده، سپرهای بادگیر، هاردیسک‌ها، نوارهای مغناطیسی (برای ذخیره اطلاعات)، ادوات MEMS، NEMS استفاده کرد.
سطوح مواد ابر آب‌گریز مانند برگ نیلوفر آبی به سختی خیس می‌شوند و در نتیجه برای مصارف صنعتی مختلف بسیار ایده‌ال هستند. در نقطه مقابل، خاصیّت آب دوستی وجود دارد که یک خاصیت فیزیکی است و در آن یک مولکول می‌تواند از طریق پیوند هیدروژنی با مولکول آب پیوند ایجاد کند. این خاصیت عکس خاصیت آب‌گریزی است.
پروفسور Bharat Bhushan مدیر آزمایشگاه نانوتربیولوژی ذخیره اطلاعات و MEMS/NEMS دانشگاه ایالت اُهایو و همکارانش نتیجه تحقیقاتشان روی چگونگی ایجاد خاصیت آب گریزی با استفاده از آنالیز زبری سطح، چسبندگی و اطلاعات اصطکاک در برگ‌های آب دوست و آب گریز در مقیاس نانوو میکرو منتشر کردند.
پروفسور Bhushan می‌گوید: خاصیت آب دوستی با زوایای تماس تیز و منفرد توجیه می‌شود، این زوایا باعث ایجاد تماس بین قطره آب و سطح مورد نظر می‌گردد و این زمانی اتفاق می‌افتد که زاویه برآمدگی سطح تماس کمتر از ۹۰ درجه باشد ولی در سطوح آب گریز این زاویه بیشتر از ۹۰ درجه است. سطوح با زوایه برآمدگی بین ۱۵۰ تا ۱۸۰ درجه نیز ابر آب‌گریز محسوب می‌شوند. زاویه برآمدگی به عوامل مختلفی از جمله انرژی سطح، زبری، چگونگی آماده‌سازی سطح و تمیز بودن سطح بستگی دارد.
این محققان در کارهای قبلی خود با تمرکز بر میکرو برآمدگی‌های سطح در پی توجیه خاصیت آب‌گریزی برگ‌ها بودند، در این بین آنها دریافتند که نانوبرآمدگی‌هایی نیز بر رأس میکروبرآمدگی‌ها وجود دارد که ممکن است نقش مهمی در خیس شدن سطح داشته باشد. مورفولوژی و تأثیر نانوبرآمدگی‌ها قبلاً مورد مطالعه قرار نگرفته بود به همین دلیل این محققان این موضوع را در برنامه مطالعات جدید خود قرار دادند. آنها مطالعه‌ای نیز روی برگ‌های آب دوست آغاز کردند تا به درک بهتری از نقش واکس و زبری بر این خاصیت دست یابند.
طبق یافته‌های Bhusan، زبری نانوبرآمدگی‌ها نقش مهم‌تری نسبت به میکروبرآمدگی‌ها دارد و این نانوبرآمدگی‌ها مسئول افزایش زاویه برآمدگی در سطوح آب گریز هستند. در حالت قرار گرفتن قطره آب روی نانوبرآمدگی، با کاهش فضای بین برآمدگی‌ها (نزدیک شدن برآمدگی‌ها بر هم) احتمال تشکیل حباب‌های هوا افزایش یافته و زاویای تماس افزایش می‌یابد. در برگ‌های آب دوست، ممکن است ارتفاع میکرو برآمدگی‌ها به اندازه برگ‌های آب‌گریز باشد، امّا ارتفاع نانوبرآمدگی‌ها کمتر است.
Bhusan و همکارانش، اکنون در حال کار روی مدل کامپیوتری این کشف هستند تا به سطح بهینه رسیده و آن را در آزمایشگاه سنتز کنند.
نتایج کار این محققان در نشریه آن‌لاین Nanotechnology با عنوان “توصیف نانوومیکرومقیاس سطح برگ‌های آب دوست و آب گریز” به چاپ رسیده است.
