Поверхность, к которой прилипает капля воды, даже когда она перевернута, описывается как имеющая сильные характеристики удерживания воды. Лепесток розы и лист лотоса являются супергидрофобными, но из-за различий в их свойствах удерживать воду капля воды прилипает к лепестку розы, но скатывается с листа лотоса. Два типа листьев различаются по своей микро- и наноразмерной топографии поверхности, и именно эти топографические детали изменяют силу удерживания воды. Лепесток розы имеет почти равномерно распределенные микромасштабные выступы конической формы с наноразмерными складками на этих выступах, в то время как лист лотоса имеет беспорядочно распределенные микромасштабные выступы.
Отпечатанные поверхности, разработанные Джаслин Ло и его коллегами из Института исследований и инженерии материалов A * STAR и Сингапурского университета технологий и дизайна, имеют равномерно распределенные узоры из наноразмерных выступов конической или параболической формы. Исследователи обнаружили, что силы закрепления воды на этих поверхностях с непрерывным рисунком были намного больше, чем на поверхностях без рисунка и поверхностях, состоящих из изолированных нанопиллярных структур или наноразмерных решеток. Затем они могли бы достичь высоких сил закрепления воды за счет создания рисунка нановыступов на полимерных пленках с диапазоном различных гидрофобных свойств без рисунка, включая поликарбонат, поли (метилметакрилат) и полидиметилсилоксан.
«В других методах, воссоздающих эффект закрепления воды, в качестве формы использовались настоящие лепестки роз, но если не проявить особую осторожность, в воссозданном узоре могут быть дефекты и несоответствия», – говорит соавтор Эндрю Нг. «В то время как восходящие подходы к созданию узоров – например, лазерная абляция, жидкое пламенное напыление или химическое осаждение из паровой фазы – более последовательны, эти методы ограничены типами рисунков, которые можно использовать, и масштабом, в котором подложка может быть узорчатым."
Напротив, методы наноимпринтинга позволяют изготавливать универсальные и крупномасштабные поверхности, и их можно комбинировать с методами рулон-на-рулон, что потенциально позволяет получить более широкое коммерческое применение.
Также было показано, что узорчатые поверхности из поликарбоната уменьшают эффект «кофейного кольца»: неравномерно осажденная пленка, оставшаяся после испарения капли, содержащей растворенные вещества.
Это смягчение эффекта кофейных колец может способствовать микрожидкостным технологиям, и, в более общем плане, узорчатые поверхности могут использоваться в засушливых регионах для сбора росы или для защиты от капель, например, в теплицах.