Quando a água flui perto de uma superfície superhidrofóbica, ela exibe características únicas devido às fortes propriedades repelentes à água da superfície. Aqui está o que acontece:
1. Ângulo de contato: O ângulo de contato entre as gotas de água e a superfície superhidrofóbica é muito alto, normalmente superior a 150 graus. Este alto ângulo de contato indica que as gotas de água têm molhabilidade mínima e tendem a formar esferas que repousam na superfície em vez de se espalharem.
2. Estado de Cassie-Baxter: Superfícies superhidrofóbicas geralmente exibem o estado Cassie-Baxter, onde as gotículas de água repousam sobre pequenas bolsas de ar presas entre as asperezas da superfície. Esta camada de ar evita o contato direto entre a água e a superfície sólida, reduzindo a adesão e promovendo a repelência à água.
3. Contato de superfície reduzido: Devido às bolsas de ar aprisionadas, a área de superfície real em contacto com a água é significativamente reduzida. Isto cria um efeito de “deslizamento”, onde as gotas de água deslizam facilmente na superfície com resistência reduzida.
4. Propriedades de autolimpeza: O estado Cassie-Baxter facilita as propriedades de autolimpeza de superfícies superhidrofóbicas. Partículas de sujeira e contaminantes têm maior probabilidade de ficar presos nas bolsas de ar e podem ser facilmente removidos pelas gotas de água que rolam da superfície.
5. Antigelo e descongelamento: Superfícies superhidrofóbicas podem reduzir a adesão e acúmulo de gelo. Gotículas de água formam esferas esféricas que rolam pela superfície, evitando a formação de uma camada contínua de gelo. Esta propriedade é valiosa em diversas aplicações, como asas de aeronaves, pára-brisas e linhas de energia, para evitar a formação de gelo.
6. Redução de arrasto: A baixa adesão e o contato superficial reduzido das gotículas de água em superfícies superhidrofóbicas podem levar à redução do arrasto nos fluxos de fluido. Esta propriedade encontra aplicações em microfluídica, cascos de navios e revestimentos de tubulações de água para melhorar a eficiência e reduzir o consumo de energia.
7. Manipulação de microgotículas: Superfícies superhidrofóbicas permitem o controle preciso de microgotículas, tornando-as úteis em aplicações como microfluídica baseada em gotículas, dispositivos lab-on-a-chip e impressão a jato de tinta.
8. Biomimética: Muitas superfícies superhidrofóbicas são inspiradas em estruturas naturais, como folhas de lótus e asas de borboleta. Essas superfícies exibem rugosidade hierárquica em micro e nanoescala que aumenta a repelência à água.
