Сверхгидрофобные поверхности: эффект лотоса и механизмы смачивания.

Введение

Свойство материала, характеризующееся исключительной устойчивостью к смачиванию.

В химии и материаловедении ультрагидрофобные (или супергидрофобные) поверхности обладают высокой гидрофобностью, то есть их крайне трудно смачивать. Угол контакта капли воды с ультрагидрофобным материалом превышает 150°. Это явление также называют эффектом лотоса, по аналогии со сверхгидрофобными листьями растения лотоса. Капля, попадая на такие поверхности, может полностью отскочить, подобно эластичному шару. Взаимодействие отскакивающих капель можно дополнительно снизить, используя специальные супергидрофобные поверхности, способствующие нарушению симметрии, отскоку в форме блина или отскоку, напоминающему водную чашу.

Унитарные и иерархические структуры шероховатости

М. Носоновский и Б. Бхушан изучали влияние унитарных (неиерархических) структур микро- и наношероховатости и иерархических структур (микрошероховатости, покрытой наношероховатостью). Они обнаружили, что иерархическая структура не только необходима для достижения высокого угла контакта, но и критически важна для стабильности твердо-жидкостного и жидкость-воздушного интерфейсов (композитного интерфейса). Под воздействием внешних возмущений на границе раздела жидкость-воздух может формироваться стоячая капиллярная волна. Если амплитуда капиллярной волны превышает высоту шероховатости, жидкость может касаться впадин между шероховатостями; и если угол контакта жидкости с твердым телом превышает значение h0, жидкость энергетически выгодно заполняет эти впадины. Влияние капиллярных волн наиболее заметно для небольших шероховатостей, высота которых сопоставима с амплитудой волны. Это проявляется, например, в случае унитарной шероховатости, где амплитуда шероховатости очень мала. Поэтому вероятность нестабильности унитарного интерфейса будет очень высокой. Однако, в недавнем исследовании Эйал Биттун и Абрахам Мармур показали, что мультимасштабная шероховатость не является обязательным условием для сверхгидрофобности, но способствует повышению механической стабильности поверхности.

Примеры в природе

Многие очень гидрофобные материалы, встречающиеся в природе, основаны на законе Кэсси и являются двухфазными на субмикрометровом уровне. Тонкие волоски на некоторых растениях гидрофобны и предназначены для использования растворяющих свойств воды, чтобы притягивать и удалять грязь, блокирующую солнечный свет, с их фотосинтезирующих поверхностей. Вдохновленные этим эффектом лотоса, было разработано множество функциональных супергидрофобных поверхностей. Водомерки – насекомые, живущие на поверхностной пленке воды, и их тела эффективно не смачиваются благодаря специализированным пучкам волосков, называемым гидрофугами; многие поверхности их тела покрыты этими специализированными "пучками волосков", состоящими из крошечных волосков, расположенных настолько близко друг к другу, что на миллиметр приходится более тысячи микроволосков, что создает гидрофобную поверхность. Подобные гидрофугационные поверхности известны и у других насекомых, включая водных насекомых, проводящих большую часть жизни под водой, где гидрофобные волоски препятствуют попаданию воды в их дыхательную систему. Поверхность кожи некоторых видов ящериц, таких как гекконы и аноли, также была признана высоко гидрофобной и может способствовать самоочищению или дыханию под водой. Некоторые птицы – отличные пловцы благодаря гидрофобному оперению. Пингвины покрыты слоем воздуха и могут выпускать этот захваченный воздух, чтобы быстро ускоряться, когда им необходимо выпрыгнуть из воды и оказаться на более возвышенном месте. Наличие воздушной оболочки при плавании снижает сопротивление и также служит теплоизолятором.

Последние исследования

Деттре и Джонсон обнаружили в 1964 году, что феномен сверхгидрофобного эффекта лотоса был связан с шероховатыми гидрофобными поверхностями, и они разработали теоретическую модель, основанную на экспериментах со стеклянными шариками, покрытыми парафином или TFE-теломером. Свойства самоочистки сверхгидрофобных микро- и наноструктурированных поверхностей были сообщены в 1977 году. Между 1986 и 1995 годами были разработаны, использованы для электросмачивания и коммерциализированы для биомедицинских применений материалы на основе перфторалкилов, перфторполиэфиров и РФ-плазмы, обладающие сверхгидрофобными свойствами. С середины 1990-х годов появились другие технологии и области применения. В 2002 году была представлена долговечная супергидрофобная иерархическая композиция, наносимая в один или два этапа, включающая наноразмерные частицы ≤ 100 нанометров, нанесенные на поверхность с микроразмерными элементами или частицами ≤ 100 мкм. Было обнаружено, что более крупные частицы защищают мелкие от механического истирания. В 2012 году были разработаны прочные, оптически прозрачные супергидрофобные и олеофобные покрытия, содержащие наночастицы размером от 10 до 100 нм. Исследования в области сверхгидрофобности недавно ускорились благодаря публикации, в которой сообщалось о создании искусственных сверхгидрофобных образцов путем затвердевания димера алкилкетена (AKD) в наноструктурированную фрактальную поверхность. В настоящее время возможности для достижения исследовательского эффекта заключаются главным образом в фундаментальных исследованиях и практическом производстве. Недавно возникли дебаты относительно применимости моделей Венцеля и Кэсси-Бакстера. В эксперименте, разработанном для проверки концепции поверхностной энергии моделей Венцеля и Кэсси-Бакстера и продвижения концепции линии контакта, капли воды были помещены на гладкое гидрофобное пятно на шероховатой гидрофобной поверхности, на шероховатое гидрофобное пятно на гладкой гидрофобной поверхности и на гидрофильное пятно на гидрофобной поверхности. Эксперименты показали, что химический состав и геометрия поверхности в линии контакта влияют на угол контакта и гистерезис угла контакта, но площадь поверхности внутри линии контакта не оказывает никакого влияния. Также было высказано предположение, что увеличение изрезанности линии контакта повышает подвижность капель. Один из методов экспериментального измерения изрезанности линии контакта использует металл с низкой температурой плавления, расплавленный и нанесенный на микро- и наноструктурированные поверхности. После охлаждения и затвердевания металла его удаляют с поверхности, переворачивают и исследуют на предмет микрогеометрии линии контакта. Было предпринято несколько попыток создания поверхности с регулируемой смачиваемостью. Для обеспечения спонтанной подвижности капель поверхность может быть изготовлена с различной шириной "башен" и расстояниями между ними, чтобы постепенно увеличивать свободную энергию поверхности. Наблюдается тенденция, что с увеличением ширины "башни" энергетический барьер увеличивается, а угол контакта уменьшается, снижая гидрофобность материала. Увеличение расстояния между "башнями" увеличит угол контакта, но также увеличит энергетический барьер. Капли естественным образом перемещаются в области с низкой гидрофобностью, поэтому для обеспечения спонтанного перемещения капли с одного места на другое идеальная поверхность должна состоять из "башен" небольшой ширины с большим расстоянием между ними и "башен" большой ширины с небольшим расстоянием между ними. Одним из ограничений этого спонтанного движения является сопротивление неподвижных капель перемещению. Для начала движения капли требуется внешний стимул, например, вибрация поверхности или легкое "подталкивание" шприцем при высвобождении из иглы. Примером легко регулируемой смачиваемости являются специально разработанные ткани. При растяжении ткани, покрытой методом погружения, угол контакта обычно увеличивался. Это в основном связано с увеличением расстояния между "башнями". Однако эта тенденция не продолжается в сторону повышения гидрофобности при большем напряжении. В конечном итоге состояние Кэсси-Бакстера достигает неустойчивости и переходит в состояние Венцеля, пропитывая ткань. Примером биомиметического сверхгидрофобного материала в нанотехнологиях является нанопин-пленка. В одном исследовании представлена поверхность пентаоксида ванадия (V2O5), которая может обратимо переключаться между сверхгидрофобностью и сверхгидрофильностью под воздействием УФ-излучения. Согласно исследованию, любую поверхность можно модифицировать таким образом, например, путем нанесения суспензии частиц V2O5, похожих на розы, с помощью струйного принтера. Снова гидрофобность индуцируется воздушными карманами между слоями (разделенными расстояниями 2,1 нм). Эффект УФ-излучения также объясняется. УФ-свет создает электронно-дырочные пары, при этом дырки реагируют с решетчатым кислородом, создавая дефекты кислорода на поверхности, а электроны восстанавливают V(5+) до V(3+). Дефекты кислорода взаимодействуют с водой, и эта водопоглощающая способность поверхности ванадия делает ее гидрофильной. При длительном хранении в темноте вода замещается кислородом, и гидрофильность снова теряется. Другим примером биомиметической поверхности являются микроцветки на обычном полимере поликарбонате. Микро/нано-двойные структуры (MNBS) имитируют типичную микро/наноструктуру листа лотоса. Эти микроцветки обеспечивают наноразмерные особенности, которые усиливают гидрофобность поверхности без использования покрытий с низкой поверхностной энергией. Создание сверхгидрофобной поверхности путем фазового разделения, индуцированного паром, при различных окружающих относительных влажностях также приводило к изменению угла контакта поверхности. Подготовленные поверхности обеспечивают углы контакта выше 160° с типичными углами скольжения около 10°. Недавнее исследование выявило сотовидную микроструктуру на листе таро, которая делает лист сверхгидрофобным. Измеренный угол контакта на листе таро в этом исследовании составляет около 148 градусов. Покрытия с низкой поверхностной энергией также могут обеспечить сверхгидрофобную поверхность. Самоорганизующаяся монослойная (SAM) пленка может обеспечить такие поверхности. Для поддержания гидрофобной поверхности головные группы плотно связываются с поверхностью, а гидрофобные мицеллы отстоят от поверхности. Варьируя количество SAM, нанесенного на подложку, можно изменять степень гидрофобности. Некоторые сверхгидрофобные SAM имеют гидрофобную головную группу, связывающуюся с подложкой. В одной из таких работ 1-додекантиол (DT; CH3(CH2)11SH) собирается на композитной подложке Pt/ZnO/SiO2, образуя углы контакта 170,3°. Монослои также можно удалить с помощью УФ-источника, уменьшая гидрофобность. Простой метод изготовления может создать как микроструктуру, так и низкое поверхностное натяжение за один шаг, используя октадецилтрихлорсилан (OTS). Сверхгидрофобные поверхности способны стабилизировать эффект Лейденфроста, делая паровой слой стабильным. После образования парового слоя охлаждение никогда не разрушает слой и не происходит нуклеатного кипения; вместо этого слой медленно расслабляется до охлаждения поверхности. Изготовление сверхгидрофобных полимерных поверхностей с контролируемой геометрией может быть дорогостоящим и трудоемким, но небольшое количество коммерческих поставщиков предоставляет образцы для исследовательских лабораторий.

Dettre and Johnson discovered in 1964 that the superhydrophobic lotus effect phenomenon was related to rough hydrophobic surfaces, and they developed a theoretical model based on experiments with glass beads coated with paraffin or TFE telomer. The self cleaning property of superhydrophobic micro nanostructured surfaces was reported in 1977. Perfluoroalkyl, perfluoropolyether and RF plasma formed superhydrophobic materials were developed, used for electrowetting and commercialized for bio medical applications between 1986 and 1995. Other technology and applications have emerged since the mid 1990s. A durable superhydrophobic hierarchical composition, applied in one or two steps, was disclosed in 2002 comprising nano sized particles ≤ 100 nanometers overlaying a surface having micrometer sized features or particles ≤ 100 µm. The larger particles were observed to protect the smaller particles from mechanical abrasion. Durable, optically transparent superhydrophobic and oleophobic coatings were developed in 2012 comprising nano particles in the 10 to 100 nm size range. Research in superhydrophobicity recently accelerated with a letter that reported man made superhydrophobic samples produced by allowing alkylketene dimer (AKD) to solidify into a nanostructured fractal surface. Many papers have since presented fabrication methods for producing superhydrophobic surfaces including particle deposition, sol gel techniques, plasma treatments, vapor deposition, Current opportunity for research impact lies mainly in fundamental research and practical manufacturing. Debates have recently emerged concerning the applicability of the Wenzel and Cassie Baxter models. In an experiment designed to challenge the surface energy perspective of the Wenzel and Cassie Baxter model and promote a contact line perspective, water drops were placed on a smooth hydrophobic spot in a rough hydrophobic field, a rough hydrophobic spot in a smooth hydrophobic field, and a hydrophilic spot in a hydrophobic field. Experiments showed that the surface chemistry and geometry at the contact line affected the contact angle and contact angle hysteresis, but the surface area inside the contact line had no effect. An argument that increased jaggedness in the contact line enhances droplet mobility has also been proposed. One method to experimentally measure the jaggedness in the contact line uses low melting temperature metal melted and deposited onto micro/nano structured surfaces. When the metal cools and solidifies, it is removed from the surface, flipped, and inspected for contact line micro geometry. There have been a few efforts in fabricating a surface with tunable wettability. For the purpose of spontaneous droplet mobility, a surface can be fabricated with varying tower widths and spacings to gradually increase the free energy of the surface. The trend shows that as tower width increases, the free energy barrier becomes larger and the contact angle drops, lowering the hydrophobicity of the material. Increasing tower spacing will increase the contact angle, but also increase the free energy barrier. Droplets naturally move towards areas of weak hydrophobicity, so to make a droplet spontaneously move from one spot to the next, the ideal surface would consist of small width towers with large spacing to large width towers with small spacing. One caveat to this spontaneous motion is the resistance of stationary droplets to move. Initial droplet motion requires an external stimulus, from something as large as a vibration of the surface or as small as a simple syringe “push” as it is released from the needle. An example of readily tunable wettability is found with special developed fabrics. By stretching a dip coated commercial fabric, contact angles were typically allowed to increase. This is largely caused by an increase in tower spacing. However, this trend does not continue towards greater hydrophobicity with higher strain. Eventually, the Cassie Baxter state reaches an instability and transitions to the Wenzel state, soaking the fabric. An example of a biomimetic superhydrophobic material in nanotechnology is nanopin film. In one study a vanadium pentoxide |V2O5 surface is presented that can switch reversibly between superhydrophobicity and superhydrophilicity under the influence of UV radiation. According to the study any surface can be modified to this effect by application of a suspension of rose like |V2O5 particles for instance with an inkjet printer. Once again hydrophobicity is induced by interlaminar air pockets (separated by 2.1 nm distances). The UV effect is also explained. UV light creates electron hole pairs, with the holes reacting with lattice oxygen creating surface oxygen vacancies while the electrons reduce |V(5+) to |V(3+). The oxygen vacancies are met by water and this water absorbency by the vanadium surface makes it hydrophilic. By extended storage in the dark, water is replaced by oxygen and hydrophilicity is once again lost. Another example of a biomimetic surface includes micro flowers on common polymer polycarbonates. The micro/nano binary structures (MNBS) imitate the typical micro/nanostructure of a lotus leaf. These micro flowers offer nanoscale features which enhance the surface's hydrophobicity, without the use of low surface energy coatings. Creation of the superhydrophobic surface through vapor induced phase separation at varying surrounding relative humidities caused a likewise change to the contact angle of the surface. Surfaces prepared offer contact angles higher than 160° with typical sliding angles around 10°. A recent study has revealed a honeycomb like micro structures on the taro leaf, which makes the leaf superhydrophobic. The measured contact angle on the taro leaf in this study is around 148 degrees. Low surface energy coatings can also provide a superhydrophobic surface. A self assembled monolayer (SAM) coating can provide such surfaces. To maintain a hydrophobic surface, the head groups bind closely to the surface, while the hydrophobic micelles stretch far away from the surface. By varying the amount of SAM you coat on a substrate, one could vary the degree of hydrophobicity. Particular superhydrophobic SAMs have a hydrophobic head group binding to the substrate. In one such work, 1 dodecanethiol (DT; |CH3(CH2)11SH) is assembled on a |Pt/ZnO/SiO2 composite substrate, producing contact angles of 170.3°. The monolayers could also be removed with a UV source, decreasing the hydrophobicity. A simple fabrication method could create both microstructure and low surface tension in one step by using octadecyltrichlorosilane (OTS). Superhydrophobic surfaces are able to stabilize the Leidenfrost effect by making the vapour layer stable. Once the vapour layer is established, cooling never collapses the layer, and no nucleate boiling occurs; the layer instead slowly relaxes until the surface is cooled. Fabricating superhydrophobic polymer surfaces with controlled geometry can be expensive and time consuming, but a small number of commercial sources provide specimens for research labs.

Потенциальные применения

Активные исследования сверхгидрофобных материалов в последнее время могут привести к промышленному применению. Некоторые попытки создания сверхгидрофобной поверхности включают имитацию поверхности листьев лотоса, а именно ее двухъярусной структуры. Для этого требуются микромасштабные поверхности с типичными наноструктурами на их поверхности. Например, сообщается о простом методе покрытия хлопчатобумажной ткани частицами диоксида кремния или диоксида титана методом золь-гель, который защищает ткань от ультрафиолетового излучения и придает ей сверхгидрофобные свойства. Аналогичным образом, наночастицы диоксида кремния могут быть осаждены на уже гидрофобную углеродную ткань. Сама по себе углеродная ткань является гидрофобной, но не классифицируется как сверхгидрофобная, поскольку ее угол смачивания не превышает 150°. При адгезии наночастиц диоксида кремния достигаются углы смачивания до 162°. Использование наночастиц диоксида кремния также представляет интерес для разработки прозрачных гидрофобных материалов для автомобильных лобовых стекол и самоочищающихся окон. Покрытие уже прозрачной поверхности нанокремнеземом в количестве около 1 мас.% позволяет увеличить угол контакта капель до 168° при угле скольжения 12°. Описана эффективная методика получения линейного полиэтилена низкой плотности сверхгидрофобным и, следовательно, самоочищающимся; 99% загрязнений, оседающих на такой поверхности, легко смываются. Структурированные сверхгидрофобные поверхности также перспективны для применения в микрочипах, микрофлюидных устройствах и могут значительно улучшить биоанализ на основе поверхностей. В текстильной промышленности сверхгидрофобность определяется статическими углами скатывания воды в 20° или менее. Примером сверхгидрофобного эффекта в реальных условиях является использование командой Alinghi в Кубке Америки специально обработанных парусных курток. Обработка основана на микроразмерных частицах в сочетании с традиционной фторсодержащей химией. Недавно была разработана сверхгидрофобная бумага с уникальными свойствами для применения в бумажной электронике и медицине. Бумага синтезируется в среде, свободной от органических растворителей, что делает ее экологически безопасной. Бумага обладает антимикробными свойствами, поскольку не удерживает влагу, что делает ее идеальной для хирургических применений. Эта бумага может стать значительным прорывом для индустрии бумажной электроники. Устойчивость к водным и органическим растворителям делает ее идеальным выбором для разработки электронных датчиков и чипов. Теперь возможен анализ аналитов на основе кожи без повреждения и постоянной замены электродов, поскольку эта бумага невосприимчива к поту. Благодаря своим безграничным возможностям применения эта область материаловедения, несомненно, будет активно исследоваться. Недавнее применение гидрофобных структур и материалов – в разработке микрочипов топливных элементов. Реакции внутри топливного элемента производят отработанный газ CO2, который может отводиться через эти гидрофобные мембраны. Мембрана состоит из множества микрополостей, позволяющих газу выходить, в то время как ее гидрофобные свойства предотвращают утечку жидкого топлива. Дополнительный поток топлива замещает объем, ранее занимаемый отработанным газом, и реакция продолжается. Хорошо известное применение ультрагидрофобных поверхностей – в теплообменниках, где они могут улучшить сброс капель и даже вызвать конденсацию капель с отскоком, что перспективно для электростанций, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также опреснения. Оксиды редкоземельных металлов, обладающие присущими им гидрофобными свойствами, предлагают альтернативу поверхностным покрытиям, позволяя разрабатывать термостойкие гидрофобные поверхности для теплообменников, работающих при высоких температурах. Также были созданы ультрагидрофобные мембраны для мембранной дистилляции с повышенной устойчивостью к загрязнению, которые могут быть эффективно изготовлены методом химического осаждения из паровой фазы. Предполагается также, что сверхгидрофобные поверхности могут отталкивать лед или предотвращать его накопление, что приводит к феномену ледофобности. Однако не каждая сверхгидрофобная поверхность является ледофобной, и этот подход все еще находится в стадии разработки. В частности, образование инея на всей поверхности неизбежно из-за нежелательной межкапельной волны замерзания, инициированной краями образца. Более того, образование инея напрямую приводит к увеличению адгезии инея, что создает серьезные проблемы для последующего процесса размораживания. Создание иерархической поверхности позволяет подавить межкапельную волну замерзания, а удаление льда/инея – стимулировать. Повышенная эффективность в основном обусловлена активацией краевого эффекта микромасштаба в иерархической поверхности, который увеличивает энергетический барьер для образования ледяных мостиков и способствует жидкостной смазке во время размораживания/оттаивания. Способность упаковки полностью опорожнять вязкую жидкость в некоторой степени зависит от поверхностной энергии внутренних стенок контейнера. Использование сверхгидрофобных поверхностей полезно, но может быть еще больше улучшено за счет использования новых поверхностей, пропитанных смазочными материалами.

Active recent research on superhydrophobic materials might eventually lead to industrial applications. Some attempts at fabricating a superhydrophobic surface include mimicking a lotus leaf surface, namely the two tiered characteristic. This requires micro scale surfaces with typically nanoscale features on top of them. For example, a simple routine of coating cotton fabric with silica or titania particles by sol gel technique has been reported, which protects the fabric from UV light and makes it superhydrophobic. Similarly, silica nanoparticles can be deposited on top of already hydrophobic carbon fabric. The carbon fabric by itself is identified as inherently hydrophobic, but not distinguished as superhydrophobic since its contact angle is not higher than 150°. With the adhesion of silica nanoparticles, contact angles as high as 162° are achieved. Using silica nano particles is also of interest to develop transparent hydrophobic materials for car windshields and self cleaning windows. By coating an already transparent surface with nano silica with about 1 wt%, droplet contact angles can be raised up to 168° with a 12° sliding angle. An efficient routine has been reported for making linear low density polyethylene superhydrophobic and thus self cleaning; 99% of dirt deposited on such a surface is easily washed away. Patterned superhydrophobic surfaces also have the promises for the lab on a chip, microfluidic devices and can drastically improve the surface based bioanalysis. In the textile industry, superhydrophobicity refers to static roll off angles of water of 20° or less. An example of superhydrophobic effect in live application is the team Alinghi in America's Cup using specially treated sailing jackets. The treatment is built up by micrometre size particles in combination with traditional fluorine chemistry. There has been a recent development of super hydrophobic paper which has unique properties for its application in paper based electronics and medical industry. The paper is synthesized in an organic free medium which makes it environment friendly. The paper has antimicrobial properties as it does not hold moisture so it makes it perfect for surgical applications. This paper can be a huge breakthrough for the paper based electronics industry. The resistance to aqueous and organic solvents makes it an ideal choice in developing electronic sensors and chips. Skin based analyte detection is now possible without damaging and continuous replacing of the electrodes as this paper will be immune to sweat. With its endless applications this field of material science is sure to be more explored. A recent application of hydrophobic structures and materials is in the development of micro fuel cell chips. Reactions within the fuel cell produce waste gas |CO2 which can be vented out through these hydrophobic membranes. The membrane consists of many microcavities which allow the gas to escape, while its hydrophobicity characteristic prevents the liquid fuel from leaking through. More fuel flows in to replace the volume previously kept by the waste gas, and the reaction is allowed to continue. A well known application of ultrahydrophobic surfaces is on heat exchangers, where they can improve droplet shedding and even cause jumping droplet condensation, with potential for powerplants, heating and air conditioning, and desalination. Rare earth oxides, which are found to exhibit intrinsically hydrophobic surfaces, offer an alternative to surface coatings, allowing the development of thermally stable hydrophobic surfaces for heat exchangers operating at high temperature Ultrahydrophobic desalination membranes for membrane distillation have also been fabricated for improved fouling resistance, which can be fabricated effectively with chemical vapor deposition. It has been also suggested that the superhydrophobic surfaces can also repel ice or prevent ice accumulation leading to the phenomenon of icephobicity. However, not every superhydrophobic surface is icephobic and the approach is still under development. In particular, the frost formation over the entire surface is inevitable as a result of undesired inter droplet freezing wave propagation initiated by the sample edges. Moreover, the frost formation directly results in an increased frost adhesion, posing severe challenges for the subsequent defrosting process. By creating hierarchical surface, the interdroplet freezing wave propagation can be suppressed whereas the ice/frost removal can be promoted. The enhanced performances are mainly owing to the activation of the microscale edge effect in the hierarchical surface, which increases the energy barrier for ice bridging as well as engendering the liquid lubrication during the deicing/defrosting process. The ability of packaging to fully empty a viscous liquid is somewhat dependent on the surface energy of the inner walls of the container. The use of superhydrophobic surfaces is useful but can be further improved by using new lubricant impregnated surfaces.