Ultrahidrofobicidad

En química y ciencia de los materiales , las superficies ultrahidrofóbicas (o superhidrofóbicas ) son altamente hidrofóbicas , es decir, extremadamente difíciles de mojar . Los ángulos de contacto de una gota de agua sobre un material ultrahidrofóbico superan los 150°. ^{[ 1 ]} Esto también se conoce como el efecto loto , en referencia a las hojas superhidrofóbicas de la planta de loto . Una gota que golpea este tipo de superficies puede rebotar completamente como una pelota elástica. ^{[ 2 ]} Las interacciones de las gotas que rebotan pueden reducirse aún más utilizando superficies superhidrofóbicas especiales que promueven la ruptura de simetría , ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} rebote de panqueque ^{[ 7 ]} o rebote de tazón de agua. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

En 1805, Thomas Young definió el ángulo de contacto θ analizando las fuerzas que actúan sobre una gota de fluido que reposa sobre una superficie sólida lisa rodeada de un gas. ^{[ 10 ]}

${\displaystyle \gamma _{SG}\ =\gamma _{SL}+\gamma _{LG}\cos {\theta }}$

dónde

${\displaystyle \gamma _{SG}\ }$= Tensión interfacial entre el sólido y el gas

${\displaystyle \gamma _{SL}\ }$= Tensión interfacial entre el sólido y el líquido

${\displaystyle \gamma _{LG}\ }$= Tensión interfacial entre el líquido y el gas

θ se puede medir utilizando un goniómetro de ángulo de contacto .

Wenzel determinó que cuando el líquido está en contacto íntimo con una superficie microestructurada, θ cambiará a θ _W*.

${\displaystyle \cos \theta _{W}*=r\cos \theta }$

donde r es la relación entre el área real y el área proyectada . ^{[ 11 ]} La ecuación de Wenzel muestra que la microestructuración de una superficie amplifica la tendencia natural de la misma. Una superficie hidrofóbica (con un ángulo de contacto original mayor de 90°) se vuelve más hidrofóbica al ser microestructurada; su nuevo ángulo de contacto se vuelve mayor que el original. Sin embargo, una superficie hidrofílica (con un ángulo de contacto original menor de 90°) se vuelve más hidrofílica al ser microestructurada; su nuevo ángulo de contacto se vuelve menor que el original. ^{[ 12 ]}

Cassie y Baxter descubrieron que si el líquido se suspende sobre la parte superior de las microestructuras, θ cambiará a θ _CB*.

${\displaystyle \cos \theta _{CB}*=\varphi (\cos \theta +1)-1}$

donde φ es la fracción de área del sólido que toca el líquido. ^{[ 13 ]} El líquido en el estado de Cassie-Baxter es más móvil que en el estado de Wenzel.

Se puede predecir si existirá el estado de Wenzel o el de Cassie-Baxter calculando el nuevo ángulo de contacto con ambas ecuaciones. Mediante un argumento de minimización de la energía libre, la relación que predice el ángulo de contacto nuevo más pequeño es el estado con mayor probabilidad de existir. Matemáticamente, para que exista el estado de Cassie-Baxter, debe cumplirse la siguiente desigualdad. ^{[ 14 ]}

${\displaystyle \cos \theta <{\frac {\varphi -1}{r-\varphi }}}$

Un criterio alternativo reciente para el estado de Cassie-Baxter afirma que dicho estado existe cuando se cumplen los siguientes dos criterios:

1) Las fuerzas de la línea de contacto superan las fuerzas del cuerpo del peso de la gota no soportada y

2) Las microestructuras son lo suficientemente altas como para impedir que el líquido que las une toque la base de las mismas. ^{[ 15 ]}

El ángulo de contacto es una medida de la hidrofobicidad estática, y la histéresis del ángulo de contacto y el ángulo de deslizamiento son medidas dinámicas. La histéresis del ángulo de contacto es un fenómeno que caracteriza la heterogeneidad de la superficie. ^{[ 16 ]} Cuando una pipeta inyecta un líquido sobre un sólido, el líquido formará un cierto ángulo de contacto. A medida que la pipeta inyecta más líquido, la gota aumentará de volumen, el ángulo de contacto aumentará, pero su límite de tres fases permanecerá estacionario hasta que avance repentinamente hacia afuera. El ángulo de contacto que tenía la gota inmediatamente antes de avanzar hacia afuera se denomina ángulo de contacto de avance. El ángulo de contacto de retroceso se mide ahora bombeando el líquido hacia afuera de la gota. La gota disminuirá de volumen, el ángulo de contacto disminuirá, pero su límite de tres fases permanecerá estacionario hasta que retroceda repentinamente hacia adentro. El ángulo de contacto que tenía la gota inmediatamente antes de retroceder hacia adentro se denomina ángulo de contacto de retroceso. La diferencia entre los ángulos de contacto de avance y retroceso se denomina histéresis del ángulo de contacto y puede utilizarse para caracterizar la heterogeneidad, la rugosidad y la movilidad de la superficie. Las superficies no homogéneas presentan dominios que dificultan el movimiento de la línea de contacto. El ángulo de deslizamiento es otra medida dinámica de la hidrofobicidad y se mide depositando una gota sobre una superficie e inclinándola hasta que la gota comience a deslizarse. Los líquidos en estado de Cassie-Baxter generalmente presentan ángulos de deslizamiento e histéresis del ángulo de contacto menores que los que se encuentran en estado de Wenzel.

Se puede utilizar un modelo simple para predecir la efectividad de una superficie sintética micro- o nanofabricada para su estado condicional (Wenzel o Cassie-Baxter), ángulo de contacto e histéresis del ángulo de contacto . ^{[ 17 ]} El factor principal de este modelo es la densidad de la línea de contacto, Λ , que es el perímetro total de las asperezas sobre un área unitaria dada.

La densidad crítica de la línea de contacto Λ _C es una función de las fuerzas del cuerpo y de la superficie, así como del área proyectada de la gota.

${\displaystyle \Lambda _{C}={\frac {-\rho {g}{V^{1/3}}{\Big (}{\Big (}{\frac {1-\cos(\theta _{a})}{\sin(\theta _{a})}}{\Big )}{\Big (}3+{\Big (}{\frac {1-\cos(\theta _{a})}{\sin(\theta _{a})}}{\Big )}^{2}{\Big )}{\Big )}^{2/3}}{(36\pi )^{1/3}\gamma \cos(\theta _{a,0}+w-90)}}}$

dónde

ρ = densidad de la gota de líquido

g = aceleración debida a la gravedad

V = volumen de la gota de líquido

θ _a = ángulo de contacto aparente de avance

θ _{a ,0} = ángulo de contacto de avance de un sustrato liso

γ = tensión superficial del líquido

w = ángulo de la pared de la torre

Si Λ > Λ _C , las gotas se encuentran suspendidas en el estado de Cassie-Baxter. De lo contrario, la gota colapsará en el estado de Wenzel.

Para calcular los ángulos de contacto de avance y retroceso actualizados en el estado de Cassie-Baxter, se pueden utilizar las siguientes ecuaciones.

${\displaystyle \theta _{a}=\lambda _{p}(\theta _{a,0}+w)+(1-\lambda _{p})\theta _{air}}$

${\displaystyle \theta _{r}=\lambda _{p}\theta _{r,0}+(1-\lambda _{p})\theta _{air}}$

con el estado de Wenzel también:

${\displaystyle \theta _{a}=\lambda _{p}(\theta _{a,0}+w)+(1-\lambda _{p})\theta _{a,0}}$

${\displaystyle \theta _{r}=\lambda _{p}(\theta _{r,0}-w)+(1-\lambda _{p})\theta _{r,0}}$

dónde

λ _p = fracción lineal de la línea de contacto en las asperezas

θ _{r ,0} = ángulo de contacto de retroceso de un sustrato liso

θ _aire = ángulo de contacto entre el líquido y el aire (normalmente se supone que es de 180°)

M. Nosonovsky y B. Bhushan estudiaron el efecto de estructuras unitarias (no jerárquicas) de micro y nano rugosidad, y estructuras jerárquicas (micro rugosidad cubierta con nano rugosidad). ^{[ 18 ]} Encontraron que la estructura jerárquica no solo era necesaria para un ángulo de contacto alto sino esencial para la estabilidad de las interfaces agua-sólido y agua-aire (la interfaz compuesta). Debido a una perturbación externa, se puede formar una onda capilar estacionaria en la interfaz líquido-aire. Si la amplitud de la onda capilar es mayor que la altura de la aspereza, el líquido puede tocar el valle entre las asperezas; y si el ángulo bajo el cual el líquido entra en contacto con el sólido es mayor que h ₀ , es energéticamente ventajoso para el líquido llenar el valle. El efecto de las ondas capilares es más pronunciado para asperezas pequeñas con alturas comparables a la amplitud de la onda. Un ejemplo de esto se ve en el caso de la rugosidad unitaria, donde la amplitud de la aspereza es muy baja. Por ello, la probabilidad de inestabilidad de una interfaz unitaria será muy alta. Sin embargo, en un estudio reciente, Eyal Bittoun y Abraham Marmur descubrieron que la rugosidad multiescala no es necesariamente esencial para la superhidrofobicidad, pero sí beneficiosa para la estabilidad mecánica de la superficie. ^{[ 19 ]}

Muchos materiales altamente hidrofóbicos presentes en la naturaleza se rigen por la ley de Cassie y son bifásicos a nivel submicrométrico. Los finos pelos de algunas plantas son hidrofóbicos, diseñados para aprovechar las propiedades disolventes del agua y así atraer y eliminar la suciedad que bloquea la luz solar de sus superficies fotosintéticas . Inspirados por este efecto loto , se han desarrollado numerosas superficies superhidrofóbicas funcionales. ^{[ 20 ]}

Los zapateros de agua son insectos que viven en la película superficial del agua, y sus cuerpos son prácticamente impermeables debido a unas estructuras especializadas llamadas hidrófugas ; muchas de las superficies de su cuerpo están cubiertas por estas estructuras especializadas, compuestas de pelos diminutos tan juntos que hay más de mil micropelos por mm, lo que crea una superficie hidrofóbica. ^{[ 21 ]} Se conocen superficies hidrófugas similares en otros insectos, incluidos los insectos acuáticos que pasan la mayor parte de su vida sumergidos, con pelos hidrófobos que impiden la entrada de agua en su sistema respiratorio. La superficie de la piel de algunas especies de lagartos , como los geckos ^{[ 22 ]} y los anolis , ^{[ 23 ]} también se ha documentado como altamente hidrófoba, y puede facilitar la autolimpieza ^{[ 24 ]} o la respiración subacuática. ^{[ 25 ]}

Algunas aves son excelentes nadadoras gracias al recubrimiento hidrofóbico de sus plumas. Los pingüinos, por ejemplo, están recubiertos de una capa de aire que pueden liberar para acelerar rápidamente al saltar fuera del agua y aterrizar en terreno más elevado. Este recubrimiento reduce la resistencia al agua y, además, actúa como aislante térmico.

Dettre y Johnson descubrieron en 1964 que el fenómeno del efecto loto superhidrofóbico estaba relacionado con superficies hidrofóbicas rugosas, y desarrollaron un modelo teórico basado en experimentos con perlas de vidrio recubiertas con parafina o telómero TFE. La propiedad de autolimpieza de superficies micro- nanoestructuradas superhidrofóbicas se informó en 1977. ^{[ 26 ]} Se desarrollaron materiales superhidrofóbicos formados por plasma de perfluoroalquilo, perfluoropoliéter y RF, se utilizaron para electromojeo y se comercializaron para aplicaciones biomédicas entre 1986 y 1995. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} Otras tecnologías y aplicaciones han surgido desde mediados de la década de 1990. ^{[ 31 ]} En 2002 se reveló una composición jerárquica superhidrofóbica duradera, aplicada en uno o dos pasos, que comprende nanopartículas de ≤ 100 nanómetros que recubren una superficie con características de tamaño micrométrico o partículas de ≤ 100 µm . Se observó que las partículas más grandes protegían a las más pequeñas de la abrasión mecánica. ^{[ 32 ]} En 2012 se desarrollaron recubrimientos superhidrofóbicos y oleofóbicos duraderos y ópticamente transparentes que comprenden nanopartículas en el  rango de tamaño de 10 a 100 nm. ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

La investigación en superhidrofobicidad se aceleró recientemente con una carta que informaba sobre muestras superhidrofóbicas artificiales producidas al permitir que el dímero de alquilceteno (AKD) se solidificara en una superficie fractal nanoestructurada. ^{[ 38 ]} Desde entonces, muchos artículos han presentado métodos de fabricación para producir superficies superhidrofóbicas, incluyendo deposición de partículas , ^{[ 39 ]} técnicas sol-gel , ^{[ 40 ]} tratamientos de plasma, ^{[ 41 ]} deposición de vapor, ^{[ 39 ]} y técnicas de fundición. ^{[ 42 ]} La oportunidad actual para el impacto de la investigación reside principalmente en la investigación fundamental y la fabricación práctica. ^{[ 43 ]} Recientemente han surgido debates sobre la aplicabilidad de los modelos de Wenzel y Cassie-Baxter. En un experimento diseñado para desafiar la perspectiva de la energía superficial del modelo de Wenzel y Cassie-Baxter y promover una perspectiva de línea de contacto, se colocaron gotas de agua en un punto hidrofóbico liso en un campo hidrofóbico rugoso, un punto hidrofóbico rugoso en un campo hidrofóbico liso y un punto hidrofílico en un campo hidrofóbico. ^{[ 44 ]} Los experimentos demostraron que la química y la geometría de la superficie en la línea de contacto afectaban el ángulo de contacto y la histéresis del ángulo de contacto, pero el área de la superficie dentro de la línea de contacto no tenía efecto. También se ha propuesto un argumento que sugiere que una mayor irregularidad en la línea de contacto mejora la movilidad de las gotas. ^{[ 45 ]} Un método para medir experimentalmente la irregularidad en la línea de contacto utiliza metal de bajo punto de fusión fundido y depositado sobre superficies micro/nanoestructuradas. Cuando el metal se enfría y solidifica, se retira de la superficie, se voltea y se inspecciona la microgeometría de la línea de contacto. ^{[ 46 ]}

Se han realizado algunos esfuerzos para fabricar una superficie con humectabilidad ajustable. Para lograr la movilidad espontánea de gotas, se puede fabricar una superficie con anchos y espaciamientos de torres variables para aumentar gradualmente la energía libre de la superficie. ^{[ 47 ]} La tendencia muestra que, a medida que aumenta el ancho de la torre, la barrera de energía libre se hace mayor y el ángulo de contacto disminuye, reduciendo la hidrofobicidad del material. Aumentar el espaciamiento de las torres aumentará el ángulo de contacto, pero también aumentará la barrera de energía libre. Las gotas se mueven naturalmente hacia áreas de baja hidrofobicidad, por lo que para que una gota se mueva espontáneamente de un punto a otro, la superficie ideal consistiría en torres de ancho pequeño con espaciamiento grande a torres de ancho grande con espaciamiento pequeño. Una advertencia para este movimiento espontáneo es la resistencia de las gotas estacionarias al movimiento. El movimiento inicial de la gota requiere un estímulo externo, desde algo tan grande como una vibración de la superficie hasta algo tan pequeño como un simple "empuje" de la jeringa al liberarse de la aguja.

Un ejemplo de humectabilidad fácilmente ajustable se encuentra en tejidos especialmente desarrollados. ^{[ 48 ]} Al estirar un tejido comercial recubierto por inmersión, los ángulos de contacto generalmente aumentaban. Esto se debe principalmente a un aumento en el espaciado entre torres. Sin embargo, esta tendencia no continúa hacia una mayor hidrofobicidad con una mayor deformación. Finalmente, el estado de Cassie-Baxter alcanza una inestabilidad y transita al estado de Wenzel, empapando el tejido.

Un ejemplo de material superhidrofóbico biomimético en nanotecnología es la película de nanopin . En un estudio se presenta una superficie de pentóxido de vanadio V₂O₅ que puede alternar reversiblemente entre superhidrofobicidad y superhidrofilicidad bajo la influencia de la radiación UV . ^{[ 49 ]} Según el estudio, cualquier superficie puede modificarse para lograr este efecto mediante la aplicación de una _{suspensión de} partículas de V₂O₅ con forma de rosa, _por ejemplo, con una impresora de inyección de tinta . Nuevamente, la hidrofobicidad se induce mediante bolsas de aire interlaminarias (separadas por distancias de 2,1 nm ) . También se explica el efecto UV. La luz UV crea pares electrón-hueco , donde los huecos reaccionan con _el oxígeno de la red , creando vacantes de oxígeno en la superficie, mientras que los electrones reducen V⁵⁺ a V³⁺ ^. Las vacantes de ^oxígeno son ocupadas por agua, y esta absorción de agua por la superficie de vanadio la vuelve hidrofílica. Al almacenarse durante un tiempo prolongado en la oscuridad, el agua es reemplazada por oxígeno y la hidrofilicidad se pierde nuevamente.

Otro ejemplo de superficie biomimética incluye microflores en policarbonatos poliméricos comunes. ^{[ 50 ]} Las micro/nanoestructuras binarias (MNBS) imitan la micro/nanoestructura típica de una hoja de loto. Estas microflores ofrecen características a nanoescala que mejoran la hidrofobicidad de la superficie, sin el uso de recubrimientos de baja energía superficial. La creación de la superficie superhidrofóbica mediante separación de fases inducida por vapor a diferentes humedades relativas del entorno provocó un cambio similar en el ángulo de contacto de la superficie. Las superficies preparadas ofrecen ángulos de contacto superiores a 160° con ángulos de deslizamiento típicos de alrededor de 10°. Un estudio reciente ha revelado microestructuras similares a un panal en la hoja de taro, lo que hace que la hoja sea superhidrofóbica. El ángulo de contacto medido en la hoja de taro en este estudio es de alrededor de 148 grados. ^{[ 51 ]}

Los recubrimientos de baja energía superficial también pueden proporcionar una superficie superhidrofóbica. Un recubrimiento de monocapa autoensamblada (SAM) puede proporcionar dichas superficies. Para mantener una superficie hidrofóbica, los grupos de cabeza se unen estrechamente a la superficie, mientras que las micelas hidrofóbicas se extienden lejos de ella. Al variar la cantidad de SAM que se aplica sobre un sustrato, se puede variar el grado de hidrofobicidad. Ciertas SAM superhidrofóbicas tienen un grupo de cabeza hidrofóbico que se une al sustrato. En un trabajo de este tipo, el 1-dodecanotiol (DT; CH₃ ₍ CH₂ ) _₁₁SH ) _se ensambla sobre un sustrato compuesto de Pt/ZnO/SiO₂ _, produciendo ángulos de contacto de 170,3°. ^{[ 52 ]} Las monocapas también podrían eliminarse con una fuente UV, disminuyendo la hidrofobicidad. Un método de fabricación simple podría crear tanto microestructura como baja tensión superficial en un solo paso utilizando octadecil triclorosilano (OTS). ^{[ 53 ]}

Las superficies superhidrofóbicas son capaces de estabilizar el efecto Leidenfrost al estabilizar la capa de vapor. Una vez establecida la capa de vapor, el enfriamiento nunca la colapsa y no se produce ebullición nucleada ; en cambio, la capa se relaja lentamente hasta que la superficie se enfría. ^{[ 54 ]}

La fabricación de superficies poliméricas superhidrofóbicas con geometría controlada puede ser costosa y requerir mucho tiempo, pero un pequeño número de proveedores comerciales ofrecen muestras para laboratorios de investigación.

Las recientes investigaciones sobre materiales superhidrofóbicos podrían conducir a aplicaciones industriales. Algunos intentos de fabricar una superficie superhidrofóbica incluyen la imitación de la superficie de una hoja de loto, concretamente su característica de dos capas. Esto requiere superficies a microescala con características a nanoescala superpuestas. Por ejemplo, se ha descrito un método sencillo de recubrimiento de tejido de algodón con partículas de sílice ^{[ 55 ]} o dióxido de titanio ^{[ 56 ]} mediante la técnica sol-gel , que protege el tejido de la luz ultravioleta y lo hace superhidrofóbico. Del mismo modo, se pueden depositar nanopartículas de sílice sobre un tejido de carbono ya hidrofóbico. ^{[ 57 ]} El tejido de carbono en sí mismo se identifica como inherentemente hidrofóbico, pero no como superhidrofóbico, ya que su ángulo de contacto no supera los 150°. Con la adhesión de nanopartículas de sílice, se alcanzan ángulos de contacto de hasta 162°. El uso de nanopartículas de sílice también resulta interesante para desarrollar materiales hidrofóbicos transparentes para parabrisas de automóviles y ventanas autolimpiables. ^{[ 58 ]} Al recubrir una superficie ya transparente con nano-sílice con aproximadamente un 1% en peso, los ángulos de contacto de las gotas pueden elevarse hasta 168° con un ángulo de deslizamiento de 12°.

Se ha informado de una rutina eficiente para hacer que el polietileno lineal de baja densidad sea superhidrofóbico y, por lo tanto, autolimpiante; ^{[ 59 ]} el 99% de la suciedad depositada en dicha superficie se lava fácilmente. Las superficies superhidrofóbicas con patrones también son prometedoras para los dispositivos de laboratorio en un chip y microfluídicos, y pueden mejorar drásticamente el bioanálisis basado en superficies. ^{[ 60 ]} En la industria textil, la superhidrofobicidad se refiere a ángulos de deslizamiento estático del agua de 20° o menos. Un ejemplo del efecto superhidrofóbico en una aplicación real es el equipo Alinghi en la Copa América que utiliza chaquetas de vela especialmente tratadas. El tratamiento se basa en partículas de tamaño micrométrico en combinación con la química tradicional del flúor.

Recientemente se ha desarrollado un papel superhidrofóbico con propiedades únicas para su aplicación en la industria electrónica y médica basada en papel. ^{[ 61 ]} Este papel se sintetiza en un medio libre de materia orgánica, lo que lo hace respetuoso con el medio ambiente. Posee propiedades antimicrobianas, ya que no retiene la humedad, lo que lo hace perfecto para aplicaciones quirúrgicas. Este papel puede representar un gran avance para la industria electrónica basada en papel. Su resistencia a disolventes acuosos y orgánicos lo convierte en una opción ideal para el desarrollo de sensores y chips electrónicos. La detección de analitos en la piel ahora es posible sin dañar ni reemplazar continuamente los electrodos, ya que este papel será inmune al sudor. Con sus infinitas aplicaciones, este campo de la ciencia de los materiales seguramente se explorará aún más.

Una aplicación reciente de estructuras y materiales hidrofóbicos se encuentra en el desarrollo de chips de microceldas de combustible. Las reacciones dentro de la celda de combustible producen CO₂ _como gas residual , el cual puede ser expulsado a través de estas membranas hidrofóbicas. ^{[ 62 ]} La membrana consta de numerosas microcavidades que permiten la salida del gas, mientras que su hidrofobicidad impide que el combustible líquido se filtre. Se introduce más combustible para reemplazar el volumen ocupado previamente por el gas residual, permitiendo así que la reacción continúe.

Una aplicación bien conocida de superficies ultrahidrofóbicas es en intercambiadores de calor, ^{[ 63 ]} donde pueden mejorar el desprendimiento de gotas e incluso causar condensación de gotas saltarinas, con potencial para centrales eléctricas, calefacción y aire acondicionado, y desalinización . ^{[ 64 ]} Los óxidos de tierras raras, que se ha descubierto que exhiben superficies intrínsecamente hidrofóbicas, ofrecen una alternativa a los recubrimientos superficiales, permitiendo el desarrollo de superficies hidrofóbicas térmicamente estables para intercambiadores de calor que operan a alta temperatura ^{[ 65 ]} También se han fabricado membranas de desalinización ultrahidrofóbicas para destilación por membrana para mejorar la resistencia a la incrustación, ^{[ 66 ]} que se pueden fabricar eficazmente con deposición química de vapor . ^{[ 67 ]}

También se ha sugerido que las superficies superhidrofóbicas pueden repeler el hielo o prevenir su acumulación, dando lugar al fenómeno de la hidrofobicidad . Sin embargo, no todas las superficies superhidrofóbicas son hidrofóbicas ^{[ 68 ]} y el enfoque aún está en desarrollo ^{[ 69 ]} . En particular, la formación de escarcha en toda la superficie es inevitable como resultado de la propagación indeseada de ondas de congelación entre gotas, iniciada por los bordes de la muestra. Además, la formación de escarcha produce directamente una mayor adhesión de la escarcha, lo que plantea serios desafíos para el proceso de descongelación posterior. Al crear una superficie jerárquica, se puede suprimir la propagación de ondas de congelación entre gotas, mientras que se puede promover la eliminación de hielo/escarcha. El mejor rendimiento se debe principalmente a la activación del efecto de borde a microescala en la superficie jerárquica, que aumenta la barrera de energía para la formación de puentes de hielo y genera lubricación líquida durante el proceso de deshielo/descongelación ^{[ 70 ] .}

La capacidad de un envase para vaciar completamente un líquido viscoso depende en cierta medida de la energía superficial de las paredes internas del recipiente. El uso de superficies superhidrofóbicas es útil, pero puede mejorarse aún más mediante el uso de nuevas superficies impregnadas de lubricante. ^{[ 71 ]}

• Medidor de ángulo de contacto
• Hidrófobo
• escalas de hidrofobicidad
• Efecto loto
• Recubrimiento superhidrofóbico

• ¿Qué son las superficies superhidrofóbicas?
• Shirtcliffe, Neil (1 de abril de 2008). "Sustancias superhidrofóbicas" . Test Tube . Brady Haran para la Universidad de Nottingham .
• Mediciones del ángulo de contacto en superficies superhidrofóbicas en la práctica