En vandhammer er en trykbølge der opstår når vand tvinges til at ændre retning. Noget lignende opstår når vanddråber rammer en overflade.

Gamle vandrør der "banker" og måske ligefrem springer læk, skyldes at vand der løber i rør har en betydelig kinetisk energi. Når vandet bremses eller tvinges til at skifte retning, kan der opstå bankelyde og ligefrem skader.... Dette kaldes en vandhammer. Nanotech firmaet NILT technologies har et fremragende nyhedsblad, hvor jeg faldt over denne "mikro"-vandhammer, og det forklarede mig skam noget jeg længe har haft på fornemmelsen omkring super-vandafvisende overflader.

(billedet er snuppet herfra)

Jeg har holdt mange foredrag om nanoteknologi, og har tit haft vores hjemmelavede superhydrofobe overflader med for at vise hvordan vanddråber springer af som fodbolde. Hvis man laver en overflade der er udstyret med nåle eller søjler i mikrostørrelse, og samtidigt er dækket af et tyndt vandafvisende lag, er overfladen næsten umulig at gøre våd: vanddråberne rører kun spidserne af fremspringene - og oplever overfalden som næsten udelukkende bestående af luft - og er ikke interesseret i nærmere kontakt.

Måske har du set denne film?

Men vi har også set at faldhøjden undertiden spiller en rolle: når vanddråberne falder fra stor højde kan de somme tider bide sig fast på overflader de ellers ikke kan sidde på. Dette har vi især set når vi "taber" vanddråber på overflader der ikke er dækket af superhydrofobe lag, men "kun" for eksempel er lavet af kulstof nanorør. Disse overflader "pinner" vanddråberne - især når de falder fra stor højde.

Forklaringen er ifølge forskere fra MIT and Northwestern University at vanddråberne når de bremses af overfladen, udvikler en trykbølge der presser dem ned over spidserne så de istedet for at blive afvist, ender med at hænge fast i mikro spidserne. Det bemærkelsesværdige er at denne trykbølge opstår OGSÅ når vanddråberne sættes blidt ned på overfladen, simpelthen fordi den "sætter sig". At dette skulle afstedkomme en voldsom, men kortvarig trykbølge er ikke oplagt.
De anbragte millimeter størrelse dråber på forskellige overflader med "nåle" fremstillet med forskellig indbyrdes afstand, og fandt ud af at overfladens tendens til at spidde og fastholde dråberne forsvandt, når spidserne kom tæt på hinanden. Overfladen modstrå trykbølgen, og bliver dermed super-super-hydrofob –- hvis der er noget der hedder det.
Nu er det sådan at Michael Schmidt fra DTU Nanotech er mester i at lave "Black Silicon" - en ætseproces hvor man forvandler den spejlblanke silicium overflade til nåle - den ekstremt ru overflade fanger lyset, så overfladen fremstår kulsort. Her kan afstanden blive ned til hundrede nanometer, dvs. 100 gange mindre end det forskerne fra Northwestern og MIT eksperimenterer med. Hm-hm...
Black silicon er forresten også et godt trick til solceller (hvor det fanger mere lys) og til surface enhanced Raman spektroskopi - en helt vildt fantastisk metode til at måle små mængder af molekyler - som jeg skal fortælle om en anden gang.