(Ne)smáčivost inspirovaná přírodou

Mnoho materiálů vyrobených lidmi má na svém povrchu struktury inspirované přírodou. Vhodnou povrchovou úpravou v řádu nanometrů můžeme například získat materiály mimořádně smáčivé nebo naopak nesmáčivé. Obě vlastnosti skýtají rozmanité možnosti využití.

Na měření smáčivosti nemáme žádný sofistikovaný přístroj. Jediná šance, jak tuto veličinu změřit, je kápnout na studovaný povrch kapku vody a sledovat, jaký úhel vzhledem k povrchu zaujme. Pokud se snaží minimalizovat svůj kontakt s povrchem, takže úhel, který s ním svírá, je větší než 150°, mluvíme o superhydrofobním nebo supernesmáčivém povrchu. Pokud je úhel mezi 90°a 150°, mluvíme o nesmáčivém povrchu. A pokud je úhel menší než 90°, takže kapka má s povrchem maximální možný kontakt, mluvíme o hydrofilním neboli smáčivém povrchu (obr. 1).

Různé typy interakce kapaliny s povrchem. Upraveno podle Vladsinger, CC BY-SA 3.0

Při styku kapaliny s povrchem mezi sebou svádějí souboj tři mezifázové energie: povrchová energie pevné látky (γ_SG), mezifázová energie pevná látka – kapalina (γ_SL) a povrchová energie kapaliny (γ_LG), která představuje fázové rozhraní mezi kapalnou a plynnou fází. Velikost úhlu smáčivosti je určena poměrem těchto energií (obr. 2).