مطالعات مدلسازی دقیق سطوح الگو را در برمی گیرد و به دنبال فهم رابطه بین مورفولوژی سطح و مرطوب شوندگی و غلتش قطره است. سطوح بسیاری در طبیعت دارای خاصیت آبگریزی و خود پاک کنندگی هستند. بعضی از این نمونه ها عبارتند از:
بال های پروانه و برگ گیاهانی چون Cabbage و Indian cress، بعضی گیاهان هرز مانند (Vlex eurqeaus) grose که در نیوزلند رشد می کند و بسیاری ازعلف های هرزمتداول که دارای برگ هایی با سطوح واکسی هستند و مرطوب شوندگی آنها به وسیله علف کش ها با پایه آبی دچار مشکلات عدیده است. سوپر مرطوب کننده قوی سیل اکسان به خاطر داشتن قابلیت چشمگیر در مرطوب سازی این سطوح سخت مرطوب شونده و همچنین افزایش تاثیر علف کش، توسعه یافته اند.
بهترین نمونه شناخته شده در مورد سطوح خود پاک کننده آبگریز برگ های گیاه لوتوس (Nelumbo nucifera) است. میکروسکوپ الکترونی، برجستگی هایی حدود nm40-20 را روی برگهای لوتوس نشان می دهد که هریک جداگانه با سطحی با زبری کمتر، از کریستالوئیدهای epicuticular پوشش داده شده است. تعداد زیادی از مطالعات این موضوع تاکید کرده است که ترکیب زبری های میکرومتری و نانومتری در یک ماده با انرژی سطح پایین، منجر به ایجاد زاویه تماس ظاهری آب بیشتر از 150 درجه سانتیگراد، زاویه غلتش (Sliding angle) کم و اثرات خود پاک کنندگی می شود. سطوح با این خاصیت ها سوپر آبگریز خوانده می شوند.
با این حال بعضی نمونه های طبیعی (بال های بعضی حشرات) زبری با دو مقیاس را نشان نمی دهد و مطالعات زیادی که در آنها سطوح نانو ساختاری تهیه شده، زوایای غلتش کوچکی را یافته اند که پرسش لزوم وجود مقیاس طولی دو گانه را به ذهن می آورد.
از زمانی که گروهی در Kao برای اولین بار سطوح سوپر آبگریز مصنوعی را در میانه دهه 1990 ساختند، تعداد زیادی از راه های ماهرانه جهت تولید سطوح زبر با خاصیت سوپر آبگریزی، گزارش شده است. علاوه بر دفع آب، خواص دیگری مانند شفافیت و رنگ، غیر ایزوتروپیک بودن، بازگشت پذیری و قابلیت تنفس در مقوله سطوح سوپر آبگریز وارد شده است. هدف این بحث، آشنا کردن خوانندگان با وضعیت مطالعات در مورد سطوح سوپرآبگریز است که عمدتا روی انتشارات صورت گرفته در چند سال گذشته تمرکز دارد. مقاله های مفیدی اخیرا توسط Nakajima و همکارانش و همچنین Sun و همکارانش چاپ شده است. Quere بر روی شیمی سطوح نچسب ذکر شده در مقالات ابتدایی Cassie و Baxter، تا مقالات کنونی بحث کرده است.
قبل از اینکه وارد جزئیات شویم، بهتر است یادآور شویم که گیاه لوتوس زاویه تماس آب ظاهری را بیشتر از 160 درجه سانتیگراد و زاویه غلتش را با استفاده از کریستال های واکسی پارافینی که بیشتر شامل – CH2 – هستند برابر صفر نشان می دهد. طبیعت نیازی به انرژی پایین تر از گروه های – CH3 – یا فلئور و کربن ها جهت رسیدن به این اثرات ندارد. این موضوع آشکارا ثابت می کند که انرژی سطح بسیار پایین برای رسیدن به غیر مرطوب شوندگی ضروری نیست.
قابلیت کنترل مورفولوژی سطح و ایجاد مقیاس های میکرونی و نانویی کلید اصلی است. این تفکیک مرطوب شوندگی از انرژی سطحی، امکانات بسیاری را در مورد سطوح مهندسی پیش روی ما قرار می دهد.
قیمت : شش هزار تومان