محققان آمریکایی روشی برای تصویربرداری از چگونگی قرار گرفتن قطره آب روی یک سطح ارائه کرده‌‌اند. در این روش با استفاده از FIB و SEM تصاویری با قدرت تفکیک نانومتری از این برهمکنش تهیه شده است.
تصویربرداری از چگونگی قرار گرفتن قطره آب روی سطح با قدرت تفکیک نانومتری
سطح نانوساختارهایی با ویژگی‌های ترشوندگی ویژه می‌تواند آب و روغن را جذب یا دفع کند علاوه‌براین چنین پوشش‌هایی قادرند مانع از تشکیل زیست فیلم‌ها، یخ و دیگر مواد بلور شود. برای مثال اخیرا محققان نشان داده‌اند که می‌توان از ورقه‌های گرافن برای ایجاد پوشش‌هایی بسیار کارا جهت دفع آب استفاده کرد. از چنین سطوح فوق العاده دافعی می‌توان برای بهبود عملکرد کاندنسورها استفاده کرد.
کونراد ریکوچوسکی، محقق دپارتمان مهندسی مکانیک در موسسه فناوری ماساچوست، می‌گوید یک از بخش‌های بحرانی در طراحی چنین سطوحی آن است که ببینیم که چگونه آب یا دیگر سیالات با سطح برهمکنش می‌دهند. از انجایی که این سطح از نانوساختار ساخته شده، ما می توانیم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی از برهمکنش آنها تصویربرداری کنیم.
در پژوهشی که اخیرا کونراد ریکوچوسکی و همکارانش انجام داده‌اند روشی برای تصویربرداری مستقیم از این نقاط ارائه شده است. پیش از این برای تصویربرداری از این ساختارها تلاش شده بود اما قدرت تفکیک نانومقیاس به‌دست نیامده بود. نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان “Direct Imaging of Complex Nano- to Microscale Interfaces Involving Solid, Liquid, and Gas Phases در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
کونراد ریکوچوسکی می‌گوید در تحقیقات پیشین، ما از میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی برای مشاهده آب متراکم شده در چنین سطوحی استفاده کردیم. برای مشاهده نتایج این تحقیقات به مقالات Methodology for Imaging Nano-to-Microscale Water Condensation Dynamics on Complex Nanostructures وSpatial control in the heterogeneous nucleation of water, و How nanorough is rough enough to make a surface superhydrophobic during water condensation? مراجعه کنید. مشکل اصلی این روش آن است که ما تنها می‌توانیم آنچه را که بیرون قطره اتفاق می‌افتد مشاهده کنیم، در حالی که زیر قطره برای ما مهمتر است. درک آنچه که در برش عرضی جایی که قطره قرار دارد، اتفاق می‌افتد بسیار مهم است بنابراین در هر مقاله‌ای که در این حوزه به چاپ می رسد یک طرح شماتیک از این نقطه ارائه می‌شود.
در این روش جدید توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست و NIST ارائه شده از FIB و SEM استفاده شده است. در این روش قطره آب به‌وسیله نیتروژن مایع در دمای ۲۱۰- درجه سانتیگراد منجمد می‌شود، این انجماد به‌قدری سریع است که آب فرصت متبلور شدن پیدا نمی‌کند و شکل هندسی آن حفظ شده و در حالت آمورف باقی می‌ماند.
