很多塗料具有防水性能,比如給車打蠟,能起到讓水珠更容易滑落的效果。但是對於飛機,雨水碰到機身在很短的時間內就結冰埋下安全隱患,因此需要更好的防水技術。麻省理工學院(MIT)在其六年前一項研究成果的基礎上發明了一種新的設計,可進一步改善防水效果。

六年前那份研究提出在表面材料增加一些細微的脊狀結構,有助於打破水珠的形狀和對稱性,從而加快水珠彈離表面的速度達40%。水珠和材料表面接觸時間的縮短,也意味著兩者之間熱量交換的時間變短,同時減小了水珠在表面結冰的機率。

但是這還不夠。研究者們說水珠與表面接觸時間是一方面因素,水珠與表面接觸的面積是另一個重要因素。

研究者們說,水珠打在材料上水珠的破散極大地增加兩者的接觸面積。這不僅會加速水珠在機翼上結冰的速度,當遇到飛濺上去的海水時還會增加鹽份積累留在表面的幾率。鹽份具有腐蝕性因此會損壞表面材料。

這份近期發表在《美國化學協會.納米》(ACS Nano)期刊上研究發明了一種環形小凹槽的結構,減少水珠與表面的接觸面積。

研究者在材料表面設計了一種略微升起的環形凹槽。水珠碰到凹槽邊緣破散的同時,也獲得離開材料表面的導引,與材料表面的接觸將被最小化。

研究者稱,「兩種方式結合讓水珠和材料表面接觸的時間和面積減少了90%」。

當然,這種輔助結構的效果取決於水珠和凹槽的大小,研究者認為,即使不是最小化每一滴水珠與表面的接觸,至少在總體上起到改善防水的效果。

除了改善機身的防水,這份研究稱新設計也可應用於防水衣物領域。如果能讓水珠快速離開衣料,就可以在衣料上增加氣孔改善透氣性。◇