Многие поверхности, встречающиеся в живой природе, проявляют гидрофобные и супергидрофобные свойства (листья растений, ножки водомерок, лапки гекконов и т.д.). Детальное изучение структуры таких поверхностей позволяет создавать материалы с контролируемой смачиваемостью водой (γ
пов = 72.1 мН/м) и другими жидкостями, имеющими большой коэффициент поверхностного натяжения. Однако работ о создании суперолеофобных материалов, которые отталкивают жидкости с малым коэффициентом поверхностного натяжения (например, алканы - декан, октан и т.п.), известно довольно мало. Такие жидкости растекаются по большинству поверхностей. Например, именно поэтому так тяжело бороться с последствиями загрязнений окружающей среды нефтепродуктами.
Исследователи из MIT (Massachusetts Institute of Technology, США) сообщают о получении поверхностей, для которых краевой угол смачивания составляет не менее 160° даже для октана (γ
пов = 21.6 мН/м). Желаемый эффект достигается за счет создания особого рельефа поверхности, который позволяет сохранить под каплей жидкости крошечные воздушные карманы, препятствующие растеканию. Однако при некоторой толщине слоя жидкости (или внешнем давлении) жидкость вытесняет воздух и растекается.
Первые удачные покрытия были получены из смеси ПММА (PMMA) и ПОСС (полиэдральный олигомерный силсесквиоксан, POSS) методом электроспиннинга (electrospinning). Путем подбора соотношения компонентов в исходной смеси можно варьировать наношероховатость поверхности и тем самым добиться суперолеофобности покрытия. Причем, при некоторой шероховатости материал остается олеофильным, но при этом является супергидрофобным, что позволяет использовать его для разделения жидкостей.
Суперолеофобность характерна для материалов с резким изменением кривизны элементов поверхности. Это было показано на примере массива микрогрибочков «micro-hoodoos» из силанизированного SiO
2. Для таких структур были получены значения контактных углов смачивания более 150°.
Таким образом, было показано, что контроль химической и топографической природы поверхности позволяет разрабатывать материалы с заданными гидро- и олеофильными свойствами. Работа
«Designing Superoleophobic Surfaces» была опубликована в журнале
Science.