Számos olyan helyzet van, amikor mérnöki szempontból fontos, hogy a vízcseppek vagy más folyadékcseppek a lehető legrövidebb ideig érintkezzenek egy felülettel. A repülők vagy a szélkerekek jegesedésének gátlása vagy éppen az óceánban úszó szerkezeteken a sólerakódás mérséklése kulcsfontosságú a kérdéses rendszerek megfelelő működtetése szempontjából.

Az MIT-n nemrégiben kidolgoztak egy új megközelítést ezen probléma megoldására. Míg a mostani kutatócsoport korábban elsősorban arra koncentrált, hogyan minimalizálhatják azt az időt, amit a csepp a felületen tölt, mielőtt lepattanna vagy leperegne, az új vizsgálat során a cél annak megoldása volt, hogyan lehet a cseppel való érintkezési felületet csökkenteni, vagyis hogyan lehet elérni, hogy a víz minél kevésbé terüljön szét a felületen, mielőtt távozna onnan.

Henri-Louis Girard, Dan Soto és Kripa Varanasi új módszerének lényege, hogy a felületek egy sajátos gyűrűs mintázatot kapnak, amelyben a kiemelkedő peremű apró köröcskék megakadályozzák a cseppek szétterülését. Korábbi munkájuk során Varasani és csapata már igazolta, hogy a felület textúrájának változtatásával, vagyis annak mikroszkopikus szinten érdesebbé tételével lecsökkenthető az az idő, amit a cseppek a felszínen töltenek. Az új kutatás erre építkezik, egy olyan specifikus mintázattal téve még hatékonyabbá a folyadéklepergetést, amely immár az érintkezési felszínt is minimalizálja.

Ha egy repülőgép szárnyát vesszük példaként, ebben az esetben kulcsfontosságú, hogy a víz azelőtt lepattanjon, mielőtt megfagyna. A korábbi, kiemelkedő rovátkákkal ellátott felszínek ebben sokat segítettek, a kutatás folytatása során azonban kiderült, hogy ennél létezik hatásosabb megoldás. A gyűrűmintával ugyanis szétterülő cseppek helyett felfelé irányuló visszacsapódások jönnek létre, amelyek szöge és magassága a mintázat peremeinek kiképzése révén szabályozható.

Az ilyen felületek létrehozása során kulcsfontosságú a gyűrűk átmérőjének helyes megválasztása: ha ezek túl nagyok vagy túl kicsik, a folyadéklepergetés képessége gyorsan romlani kezd, a jól megválasztott méretezéssel viszont drámai javulás érhető el. Az új mintázat akár 90 százalékkal képes csökkenteni a felületek vízcseppeknek való kitettségét, vagyis az érintkezési idő és terület nagyságát.

A mintázat bármilyen anyagra felvihető, a szakértők kísérletei alapján ugyanis vízlepergetés szempontjából csak az a fontos, hogy milyen méretűek a gyűrűk és milyen távol vannak egymástól, azok anyaga lényegtelen. Vagyis azok különböző szilárd felületektől kezdve textilekig bármin alkalmazható lehet az új technológia. Az újdonság további érdekessége, hogy míg alapesetben a nagy sebességgel becsapódó cseppek nagyobb károkat okoznak a felületekben, ebben a rendszerben ezek még hatékonyabban leperegnek, mint a lassabb cseppek.