阿卜杜拉国王科技大学 考斯特研究人员观察到，从疏水毛细管到均匀电场形成“悬垂”液滴
信用:KAUSTAnastasia Serin 一个简单而优雅的实验有助于解释为什么水接触疏水表面时会带电
一个多世纪以来，科学家们一直对水与防水或“疏水”材料(如石蜡、油、气泡和全氟化膜和薄片)接触时的带电现象感到困惑
潜在的机制仍然是激烈的辩论
现在，一组KAUST工程师已经解开了水、疏水性和环境因素在这个过程中的作用
这一根本性的贡献可以支持开发更好的微流体和纳米流体设备以及清洁能源
“疏水表面是很常见的，”贾米利亚·瑙鲁兹巴耶娃指出
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该研究的学生和主要作者
“例如，聚丙烯和全氟化移液器、试管、涂层和膜是用于许多基础科学和工程应用的疏水表面
因此，了解哪些机制在发挥作用以改进它们并开发新的机制是很重要的
" 构思并领导这项研究的Himanshu Mishra说，他已经思考这个问题五年多了
米什拉解释说:“探测水的表面是一项极其困难的任务，因为界面的厚度低至分子尺度，没有任何实验技术可以明确探测到。”
学分:阿卜杜拉国王科技大学 “这是一个令人兴奋的水会议主题；米什拉说:“多年来，通过实验和理论，已经提出了几种相互竞争的因素和机制
例如，这些包括水分子的偶极性质；界面水分子和疏水物之间的瞬时电荷转移:大气中二氧化碳在水中的溶解；和水的固有离子的界面积累(I
e
氢氧化物和水合氢离子)
米什拉和他的学生与卡洛斯·桑塔玛丽娜合作设计元素实验，以解开水的作用、水的离子和酸碱度、表面的疏水性和环境因素，如相对湿度和二氧化碳含量
使用平行板电容器，他们暴露了由疏水毛细管响应均匀电场形成的“悬垂”液滴
它们的重量和电力之间的竞争使悬垂的水滴倾斜，这揭示了它们的电荷
疏水表面(1)本质上带负电荷，因此当疏水毛细管(2)从(中性)储水器中吸水时，它选择性地吸引阳离子(I
e
带正电荷的离子),其填充双电层(如插页所示)
因此，当毛细管(3)被拉出储水器时，它携带带有净正电荷的水，在储水器中留下相等且相反的电荷
当水被分配(4)时，疏水性确保了全部体积的水被过量的正电荷排出
信用:Nauruzbayeva等人
；KAUSTIvan Gromicho 接下来，他们利用静电计——能够测量低至几个电子的电荷——来测量水滴被提取的蓄水池的电荷
他们发现，当水滴通过疏水毛细管排出时，储水器会获得相等且相反的负电荷
当使用玻璃毛细管时，情况并非如此
“从这些实验结果，我们可以推断这些疏水表面带有负电荷，甚至在空气中，这是非常违反直觉的，”瑙鲁兹巴耶娃解释说
当表面插入水中时，正离子被吸引向它，负离子被排斥
疏水性确保液体离开表面时不会留下薄膜
" “这一发现源于对科学概念的深刻理解以及简单的科学优雅，”桑塔玛丽娜说
米什拉对此表示赞同，他总结道:“我们贡献的力量在于它的简单性
"
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