不少影视作品，善用水滴暗喻流泪。离散的场面哀戚，暗夜里风雨飘摇。雨丝打在窗上，冲击着观众敏感的心。主观镜头宛如主角的目光，透过玻璃望向远方。可是任谁都无法忽略，前景那一颗在表面移动的雨滴，默默地、缓缓地滑到一半，止住了。雨过天晴，窗外的玫瑰花瓣托着晨露，晶莹剔透，水珠怎么饱满，也没熘下来。如此揪心的情绪渲染，倘若换作荷叶或铁氟龙锅具，效果肯定荡然无存。稍稍倾斜，便把持不住一滴，三两下流得干干净净，不着痕迹。于是，被骗得一把鼻涕一把泪的观众，拭干双眼，体会刻骨铭心：摩擦力大的表面，即使垂直，水滴也可能攀附;摩擦力小，则些微的斜度，就会流失水滴。
图/Gary Ellis on Unsplash
接触线摩擦力
想留住水滴，就如同要挽回即将离去的恋人，免不了得谈客观条件。芬兰阿尔托大学（Aalto University）和于韦斯屈莱大学（University of Jyväskylä）合作的团队，在《自然化学》（Nature Chemistry）期刊上，介绍新创涂料时，列出下面 4 个影响水滴流动的要素：
接触线摩擦力（contact line friction）：受到水滴的大小、表面张力、接触面的形状，以及水滴后退角（receding contact angle）与前进角（advancing contact angle）（如下图）的差距所影响。接触线摩擦力是这里罗列的项目中，唯一会导致静摩擦力（static friction），阻碍移动发生的力量。接下来的几个，都是在水滴已经开始移动后，才会出现。
黏滞耗散（viscous dissipation）：流动的过程中，其黏性将部分动能，不可逆地转换成热能。
气阻（air resistance）：通过气体的时候，气流对其表面产生的阻力。
静电力（electrostatic forces）：某些物体相互摩擦后会带电，因而有推或拉的力量。当水滴在疏水性的表面上移动，引发电荷分离（charge separation），水滴通常带正电，该表面则带负电。静电力对斜面上水滴下滑速度的影响，甚至可以超过重力。
a. 水滴在（左）亲水性和（右）疏水性表面上的情形;b. 水滴后退角（θR）与前进角（θA）的差距，会影响接触线摩擦力。图/参考资料 7，Figure 1（CC BY 4.0）
水滴对固体表面的依附，使它处处惹人嫌。比方说，在汽车的挡风玻璃，以及先进驾驶辅助系统的镜头上，会妨碍视线，干扰行车安全。常言道：“所有感情问题，一律建议分手。”研究团队想利刀斩孽缘，则所开发的涂料，要能有效减少物体表面的接触线摩擦力，使水滴在上头“站不住脚”。过往的研究认为，关键是降低形貌或化学的异质性。
开发新涂料
研究团队调节时间、温度和水份等变因，让疏水性的辛基三氯硅烷（octyltrichlorosilane），在亲水性的二氧化硅（SiO2）板上，自然“生长”成自组装单层膜（self-assembled monolayer）。无论这层膜在硅板上的密度低，也就是表面大多都是二氧化硅;或者密度高，即辛基三氯硅烷占多数，都可以视为异质性低的情形。反之，若表面密度中等，则异质性高。理论上，异质性低对削弱接触线摩擦力有帮助，但是研究团队认为涂料密度低的时候，表面亲水性过高，效果可能不彰。
然而实验结果有些出乎意料：当这层膜在硅板上的表面密度较低，水竟然自由地于涂料的分子间流动，很容易滴落;而表面密度高时，水则停留在涂料上面，也可以轻易滑下来。唯有介于两者之间，水才会紧巴着硅板。
表面涂料低、中和高的密度，造成不同的异质性（heterogeneity）与摩擦力（friction）。图/参考资料 1，Figure 1a（CC BY 4.0）
防泼水涂料的用途
芬兰研究团队的成品，应该是目前全世界最滑熘的涂料，防泼水的能力超级好。麻烦的是厚度太薄，耐用性有待提升。将来如果成功改善，有望广泛运用于除冰、抗雾、暖气管线等诸多方面。
