Voor een vlinder kan zelfs de minste stortbui voelen alsof hij wordt bekogeld door een spervuur van bowlingballen. En terwijl de insecten dekking zoeken, kan het minste restvocht dat hun flinterdunne vleugels raakt, ook hun vliegvermogen belemmeren. Gelukkig ontwikkelden de kleine beestjes uniek gestructureerde vleugels die uitblinken in het afstoten van water en vuil.
Wetenschappers weten dit al langer. Maar het zijn de opmerkelijke wingpans van de blauwe morphovlinder, een tropische soort afkomstig uit regenwoudregio's in Midden- en Zuid-Amerika, die de laatste tijd bijzonder interessant is voor wetenschappers. De speciale geribbelde patronen op het oppervlak, vergelijkbaar met nasturtiumbladeren, bleken vloeistoffen af te stoten met een snelheid die zelfs de aangekondigde waterafstotende mogelijkheden van het lotusblad overtreft.
"De industrie kopieert al jaren de lotus. Ze moeten gaan nadenken over het kopiëren van vlinders en Oostindische kers, " vertelt MIT engineering professor Kripa Varanasi aan BBC News . "Wij geloven dat dit de meest superhydrofobe oppervlakken tot nu toe zijn."
Varanasi is vooral bekend als het hoofd van het onderzoeksteam dat LiquiGlide heeft ontwikkeld, een gladde oppervlaktetechnologie waarvan is aangetoond dat ketchup gemakkelijk uit de fles kan glijden. Zijn nieuwste bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, tonen aan dat een ander gefabriceerd materiaal met deze toegevoegde rimpel inderdaad het meest waterbestendige materiaal op aarde kan zijn.
Dus, hoe werkt dit nieuwe materiaal? Zoals te zien in de video, heeft het siliciumoppervlak verhoogde ribbels van niet meer dan 0, 1 millimeter (1 / 250ste van een inch) hoog, waardoor vallende waterdruppeltjes plat worden als een pannenkoek voordat ze onmiddellijk uiteenvallen in kleinere, verspreide druppeltjes. Hoe kleiner de druppels, hoe sneller ze van een oppervlak stuiteren. De hoeveelheid tijd dat de vloeistof in contact komt met het materiaal is op deze manier aanzienlijk minder - in feite ongeveer een derde minder dan bij andere waterafstotende materialen.
Credit: Schermopname van videodemonstratie
Dus wat is het grote voordeel van een materiaal dat droger kan blijven dan de rest? Omdat kleinere druppeltjes gemakkelijk worden afgestoten, betekent minder water op een oppervlak minder kans op ijsvorming. Commercieel zou een dergelijk materiaal van speciaal belang zijn voor de luchtvaartindustrie. Ingenieurs zijn voortdurend op zoek naar manieren om te voorkomen dat zich ijs vormt op de vleugels van vliegtuigen; deze bevroren laag kan de luchtstroom veranderen en het vliegtuig het risico geven te blokkeren. Antivriessystemen die het ijs smelten, zijn al in vliegtuigen ingebouwd om dergelijke problemen te bestrijden, maar een superhydrofobe coating zou een extra bescherming tegen het risico bieden. De geribbelde textuur kan ook worden toegepast op de bladen van windturbines voor verbeterde prestaties en stoffen, die kunnen worden gebruikt om kleding te ontwerpen die ons beter beschermt tegen de elementen.
Voorlopig werken Varanasi en zijn onderzoeksteam aan structurele aanpassingen waarvan ze hopen dat het materiaal nog meer waterbestendig wordt. Ze denken dat het verhogen van het aantal ruggen voldoende is. "Ik hoop dat we een reductie van 70 tot 80 procent [in contacttijd] kunnen realiseren", zegt hij in een persbericht. "We kunnen het verder verminderen."
