像雨滴打在水坑上形成的波紋被稱為毛細管波（表面張力波）。 幾個世紀以來，人們一直在研究這些波紋，如今，科學家們仍然對它們著迷，因為它們能讓人們深入了解這些波紋所穿過的表面。 這使得它們在研究軟材料和生物系統時特別有用，尤其是在研究微觀尺度流體行為的微流體應用中。

現在，來自阿爾託大學神經科學與生物醫學工程系和應用物理系的一組物理學家和生物醫學研究人員發現了毛細管波的新特性–其速度創下了記錄。

他們的研究成果於2月12日發表在Nature Communications上。

為了實現這一發現，由海基-尼米寧（Heikki Nieminen）助理教授和羅賓-拉斯（Robin Ras）教授領導的跨學科團隊設計了一種受荷葉啟發的合成表面。 這種表面由一種稱為超疏水錶面的憎水性極強的材料製成，能在水下捕獲一層薄薄的氣體層，即”質子層”。 這層微小的氣體層不僅有助於保護表面免受腐蝕和污染，還能增強其水動力特性。

為了加深對超疏水性能的理解，研究團隊研究了質體對高度集中的超音波的機械響應。 在此過程中，他們產生了漣漪，並將其稱為”塑性波”。

尼米寧說：”塑性波沿著水、超疏水錶面和氣體層前進的速度比毛細管波通常快45倍。”

創造波速記錄只是成果的一部分，利用同樣的波來監測塑性體的穩定性才是另一個成果。 保持超疏水錶面上的微妙氣層既非常重要，又極具挑戰性。

“超疏水性依賴於氣層的穩定性，為水下應用提供了新的可能性，例如，在工業和生物醫學環境中提高設備的使用壽命和運行效率。” 這項研究的第一作者、博士後研究員Maxime Fauconnier 說：”我們的新技術是一種比以前更好地監測氣層穩定性的工具。”

除了促進基礎科學的發展外，這項發現也代表了生物技術和材料科學等領域可能的早期應用階段。

“我們的研究表明，透過監測波速隨時間的變化，我們可以測量羽翼是如何變化並逐漸溶入水中的。 該系統可用作其他應用領域的感測器。 例如，它可以用於藥理學和細胞技術領域。”

編譯自/ ScitechDaily