Теперь физики и биомедицинские исследователи из факультета неврологии и биомедицинской инженерии Университета Аалто и факультета прикладной физики обнаружили новые характеристики капиллярных волн, установив при этом рекорд по их скорости.

Статья была опубликована сегодня в журнале Nature Communications.

Создав синтетическую поверхность, вдохновленную листьями лотоса, междисциплинарная команда, возглавляемая доцентом Хейкки Ниеминеном и профессором Робином Расом, выявила новые волновые явления. Под водой чрезвычайно водоотталкивающий материал, известный как супергидрофобная поверхность, удерживает на месте пластрон - слой газа толщиной всего в несколько микрометров. Пластрон, в свою очередь, может защитить супергидрофобную поверхность от коррозии и загрязнения или улучшить ее гидродинамику.

С целью углубления понимания супергидрофобности команда исследовала механическую реакцию пластрона на высокофокусированный ультразвук. При этом они генерировали рябь, которую назвали "пластронными волнами".

"Пластронные волны распространяются по воде, супергидрофобной поверхности и газовому слою в 45 раз быстрее, чем обычно распространяются капиллярные волны", - говорит Ниеминен.

Установление рекорда скорости волн - это только часть результата; использование тех же волн для контроля стабильности пластрона - совсем другое. Поддержание тонкого газового слоя поверх супергидрофобной поверхности является одновременно очень важным и очень сложным делом.

"Супергидрофобность зависит от стабильности plastron, что открывает новые возможности для применения под водой, например, для увеличения срока службы оборудования и эффективности эксплуатации как в промышленных, так и в биомедицинских условиях. Наша новая методика является инструментом для мониторинга стабильности газового слоя лучше, чем ранее", - говорит первый автор исследования, постдокторский исследователь Максим Фоконье, который также проводил эксперимент.

В дополнение к развитию фундаментальной науки, это открытие представляет собой возможные ранние этапы для использования в таких областях, как биотехнология и материаловедение.

"Мы показали, что можем измерить, как пластрон изменяется и постепенно растворяется в воде, отслеживая изменение скорости волны с течением времени. Эта система может быть использована в качестве датчика в других приложениях. Это могло бы быть полезно, например, в фармакологии и клеточных технологиях", - говорит Фоконье.

Работа финансировалась Исследовательским советом Финляндии, Финским культурным фондом и программой исследований и инноваций Европейского союза HORIZON.