疏水材料排出的液滴可能有助于水净化和炼油技术。

研究人员已经观察到液滴自发地从薄纤维滑落。只要纤维相对于凝聚的水滴足够的小且适度疏水，这种现象就会发生，并从水净化到炼油等领域都具有应用。

 

水滴即将从细线上滴落（图片来源：杜克大学）

我们都见过蜘蛛网上形成的露珠。但如果它们将自己从线中排出会怎样呢?

杜克大学和英国哥伦比亚大学的研究人员已经观察到的这种奇特的现象，这可能有利于许多工业上的应用。只要线中度疏水且相对较细，小水滴往往会聚在一起，很容易地跳离绷紧的细线。这一发现可能为新聚结器技术形成基础，如水净化、炼油和更多应用。

这些发现发表在2015年8月14日的《Physical Review Letters》期刊中。

“我们正在研究昆虫毛结构翅膀是如何进行自我清洁的，本科生Adam Williams看见两个液滴合并一起后突然从一根头发离开，”杜克大学机械工程和材料科学副教授Chuan-Hua Chen说。“既然我们不能容易地复制这个效应，我们开始认为这仅仅是一个假象，或许是由于微风和受到实验中加湿器的影响。”

由于研究小组中Kungang Zhang的独创想法，他们发现“舞动的水滴”是真实存在的，如果它们从两侧合并，更有可能把它们从一条细丝推开，这一发现使团队开始详细研究这一现象。

随着液滴越来越大，在其扩张的表面存储能量。当两个液滴合并时，质量保持不变，但表面积减少。这导致少部分能量被释放。只要液滴附加到小面积上，释放的能量足以使它们离开。这证明线只需要相对疏水，如实验中的特氟龙涂层纤维，线的直径比液滴的小很多倍。

在以前的研究中，陈和他的团队展示了类似的自洁方法，想法来自于水滴可从平面推出的蝉的翅膀。然而，由于翅膀的纳米结构，表面是超疏水的。

“在工程系统中，这些纳米结构涉及到可靠性，”陈说。“不通过这些超疏水表面，我们的新发现提供了一种解决方案。”

跳舞现象的一个潜在应用是水净化技术。目前的方法是使用重力或剪切力消除纤维网上积累的水滴，就像在树林里早晨散步时发现的一样。如果滴变得太大，它们会在网络中堵塞间隙。但有了这个新发现，纤维编织材料可以应用Teflon-like涂料和足够大的间隙进行改造，使液滴在跳下来之前不会堵塞。

“在我们证明这个之前，人们以为绝不能在中度疏水的表面获得这个自推进现象，”陈说。“但是现在我们已经展示了你不需要超疏水表面，来得到这个跳舞的效果。你所需要的是圆形纤维而不是平面。”

新材料在线编译整理——翻译：Grubby     校正：摩天轮