突破性發現：超快塑膠波速度創下新紀錄

研究人員在防水錶面上發現了超快塑膠波，其速度達到前所未有的水平。這項突破性發現為監測脆弱的氣體層開啟了大門，這可能徹底改變生物技術、材料科學和工業效率。

像雨滴落在水坑中產生的漣漪被稱為毛細波。這些波已經被研究了幾個世紀，至今仍然讓科學家著迷，因為它們提供了有關其傳播表面的寶貴資訊。這使得它們在研究軟材料和生物系統時特別有用，尤其是在微流體應用中，這些應用在微觀尺度上研究流體行為。

現在，來自阿爾託大學神經科學和生物醫學工程系以及應用物理系的物理學家和生物醫學研究人員團隊發現了毛細波的新特性，並在此過程中創下了速度記錄。他們的研究成果於2月12日發表在《自然通訊》上。

為了實現這一發現，由助理教授Heikki Nieminen和教授Robin Ras領導的跨學科團隊設計了一種受荷葉啟發的合成表面。這種表面由一種極度防水的材料製成，稱為超疏水錶面，在水下捕獲了一層薄薄的氣體，稱為塑膠層。這種微觀氣體層不僅有助於保護表面免受腐蝕和汙染，還增強了其流體動力學特性。

為了加深對超疏水性的理解，團隊研究了塑膠層對高度聚焦超聲波的機械反應。在此過程中，他們產生了漣漪，並將其稱為塑膠波。Nieminen表示，塑膠波沿著水、超疏水錶面和氣體層傳播的速度比毛細波快45倍。

創下波速記錄只是結果的一部分；使用相同的波來監測塑膠層的穩定性是另一部分。在超疏水錶面上保持脆弱的氣體層既非常重要又非常具有挑戰性。

超疏水性依賴於塑膠層的穩定性，以在水下應用中開闢新的可能性，例如在工業和生物醫學環境中提高裝置壽命和操作效率。研究的第一作者、博士後研究員Maxime Fauconnier表示，我們的新技術是一種比以前更好地監測氣體層穩定性的工具。

除了推動基礎科學的發展，這項發現還可能用於生物技術和材料科學等領域的早期階段。Fauconnier說，我們展示了透過監測波速隨時間的變化，可以測量塑膠層如何變化並逐漸溶解到水中。這個系統可以用作其他應用中的感測器，例如在藥理學和細胞技術中。

參考文獻：Maxime Fauconnier, Bhuvaneshwari Karunakaran, Alex Drago-González, William S. Y. Wong, Robin H. A. Ras和Heikki J. Nieminen於2025年2月12日發表的《自然通訊》文章《水下超疏水錶面上的快速毛細波》。DOI: 10.1038/s41467-025-55907-w。該研究由芬蘭研究委員會、芬蘭文化基金會和歐盟的HORIZON研究和創新計劃資助。