Uma equipe de pesquisa afiliada à UNIST examinou as taxas de penetração de líquidos em superfícies ásperas ou padronizadas, especialmente aqueles com poros ou cavidades. Suas descobertas fornecem informações importantes sobre o desenvolvimento de produtos de uso diário, incluindo cosméticos e tintas, e aplicações industriais, como recuperação aprimorada de óleo.

Este estudo foi conduzido conjuntamente pelo Professor Dong Woog Lee e sua equipe de pesquisa na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST e uma equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia, Santa Barbara. Publicado online na edição de 19 de julho do Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , o estudo identifica cinco variáveis ​​que controlam as taxas de preenchimento da cavidade (transição de umedecimento), necessário para que os líquidos penetrem nas cavidades.

No estudo, O professor Lee fabricou pastilhas de silício com cavidades cilíndricas de diferentes geometrias. Depois de imergi-los em água a granel, eles observaram os detalhes de, e as taxas associadas a, penetração de água nas cavidades a partir da massa, usando microscopia de fluorescência confocal e de campo claro. As cavidades cilíndricas são como os poros da pele com entrada estreita e interior especioso. O enchimento da cavidade geralmente progride quando a água bruta é espalhada acima de um hidrofílico, cavidade reentrante. Conforme descrito em "Wetting Transition from the Cassie-Baxter State to Wenzel State, "a gota de líquido que fica no topo da superfície texturizada com ar preso embaixo será completamente absorvida pelas cavidades da superfície rugosa.

Nesse estudo, seus achados revelaram que as taxas de preenchimento da cavidade são afetadas pelas seguintes variáveis:(i) o ângulo de contato intrínseco, (ii) a concentração de ar dissolvido na fase aquosa total, (iii) a volatilidade do líquido que determina a taxa de condensação capilar dentro das cavidades, (iv) os tipos de surfactantes, e (v) a geometria da cavidade.

"Nossos resultados podem ser usados ​​na fabricação de produtos cosméticos para fins especiais, "diz o professor Lee." Por exemplo, primers faciais que minimizam os poros e limpadores faciais que removem a oleosidade, para reduzir a quantidade de ar dissolvido, para que possam penetrar nos poros rapidamente. "

Por outro lado, produtos de beleza, como os filtros solares devem ser projetados para proteger a pele do sol prejudicial, enquanto evita o entupimento dos poros. Porque, os poros obstruídos impedem a função respiratória da pele ou a troca de dióxido de carbono e, em seguida, causam mais irritação, espinhas, e áreas manchadas em sua pele. Nesse caso, é melhor reduzir a volatilidade e aumentar a quantidade de ar dissolvido nos produtos cosméticos, ao contrário de limpadores faciais.

"Este conhecimento de como as cavidades sob a água bruta são preenchidas e quais variáveis ​​controlam a taxa de preenchimento pode fornecer insights sobre a engenharia de superfícies super-hidrofóbicas temporária ou permanentemente, e a concepção e fabricação de vários produtos que são aplicados em bruto, texturizado, ou superfícies padronizadas, "diz o professor Lee." Muitos dos insights fundamentais obtidos também podem ser aplicados a outros líquidos (por exemplo, óleos), ângulos de contato, e cavidades ou poros de diferentes dimensões ou geometrias. "