Aqui apresentamos um modelo teórico para superfícies super-hidrofóbicas que são formadas por superfícies contendo padrões periódicos na forma de microcavidades. Com este modelo obtivemos a relação ideal entre profundidade e diâmetro das cavidades para que a superfície manifeste seu caráter super-hidrofóbico. Assim, fabricamos superfícies em PDMS (popular silicone) capazes de produzir ângulos de contato elevados. Produzimos amostras contendo microcavidades específicas (paralelepípedas, hexagonais e cilíndricas) as quais foram microfabricadas por litografia de feixes de elétrons e caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), e medidas de ângulo de contato. Os padrões das microcavidades das superfícies produzidas seguiram as considerações da teoria e as medidas dos ângulos de contato de avanço e recesso mostram boa concordância com as previsões do modelo. Portanto, podemos afirmar que a teoria aqui descrita permite projetar superfícies altamente hidrofóbicas. / Here we present a theoretical model for super-hydrophobic surfaces formed by surfaces containing periodic patterns in the form of microcavities. With this model we obtained the ideal relationship between depth and diameter of the cavities so that the surface expresses a super-hydrophobic character. Thus manufacture of PDMS surfaces (with known silicone) is capable of producing high contact angles. We produced samples containing specific microcavities (parallelepipeds, hexagonal and cylindrical) which have been microfabricated by electron beam lithography and characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The patterns of the surfaces of the cavities produced following the considerations of theory and measurements of advancing and recending contact angles show good agreement with the model predictions. Therefore, we can attest that the theory described here allows the design of highly hydrophobic surfaces.

Aqui apresentamos um modelo teórico para superfícies super-hidrofóbicas que são formadas por superfícies contendo padrões periódicos na forma de microcavidades. Com este modelo obtivemos a relação ideal entre profundidade e diâmetro das cavidades para que a superfície manifeste seu caráter super-hidrofóbico. Assim, fabricamos superfícies em PDMS (popular silicone) capazes de produzir ângulos de contato elevados. Produzimos amostras contendo microcavidades específicas (paralelepípedas, hexagonais e cilíndricas) as quais foram microfabricadas por litografia de feixes de elétrons e caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), e medidas de ângulo de contato. Os padrões das microcavidades das superfícies produzidas seguiram as considerações da teoria e as medidas dos ângulos de contato de avanço e recesso mostram boa concordância com as previsões do modelo. Portanto, podemos afirmar que a teoria aqui descrita permite projetar superfícies altamente hidrofóbicas. / Here we present a theoretical model for super-hydrophobic surfaces formed by surfaces containing periodic patterns in the form of microcavities. With this model we obtained the ideal relationship between depth and diameter of the cavities so that the surface expresses a super-hydrophobic character. Thus manufacture of PDMS surfaces (with known silicone) is capable of producing high contact angles. We produced samples containing specific microcavities (parallelepipeds, hexagonal and cylindrical) which have been microfabricated by electron beam lithography and characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The patterns of the surfaces of the cavities produced following the considerations of theory and measurements of advancing and recending contact angles show good agreement with the model predictions. Therefore, we can attest that the theory described here allows the design of highly hydrophobic surfaces.