Wasser auf einer Wasser abweisenden nanostrukturierten Oberfläche siedet beim Erhitzen, ohne dass sich spontan Dampfblasen bilden. Ein Team um Ivan Vakarelski von der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien stellte fest, dass die Flüssigkeit beim Erhitzen auf einer superhydrophoben Oberfläche sofort im so genannten Leidenfrost-Regime siedet, bei dem eine stabile Dampfschicht Oberfläche und Flüssigkeit trennt. Diesen Zustand versucht man in der Technik meist zu vermeiden, denn er reduziert den Wärmetransfer von der Oberfläche auf die Flüssigkeit erheblich; für viele spezialisierte Anwendungen jedoch ist er nach Ansicht der Forscher sehr interessant. So weisen die Forscher darauf hin, dass die Dampfschicht den Strömungswiderstand in Wasser drastisch reduziert.

Ab einer bestimmten Oberflächentemperatur wechselt eine siedende Flüssigkeit vom Nukleations-Regime, in dem sich spontan Dampfblasen an der Oberfläche bilden, schnell wachsen und aufsteigen, zum Leidenfrost-Regime, in dem eine stabile Dampfschicht Oberfläche und Flüssigkeit trennt. Im Alltag tritt der Leidenfrost-Effekt meist auf, wenn Wasser auf eine sehr heiße Herdplatte spritzt – die Tropfen zischen dann auf ihrem eigenen Dampfpolster umher. Den Effekt beschrieb Johann Gottlob Leidenfrost bereits im Jahr 1756 anhand eines Wassertropfens auf einem glühenden Löffel. Wie das Team um Vakarelski feststellte, hängt der Leidenfrost-Punkt – die Temperatur, an dem der Übergang zwischen den beiden Arten des Siedens stattfindet – sehr stark von der Benetzungsfähigkeit der Oberfläche ab.

Die Forscher beschichteten Metallkugeln mit vier unterschiedlich benetzbaren Strukturen. Eine Wasser abweisende Beschichtung mit einem fluorierten Polymer verschob den Leidenfrost-Punkt gegenüber der gut benetzbaren Metalloberfläche deutlich zu höheren Temperaturen. Eine superhydrophobe Oberfläche jedoch, die dank hydrophober Nanostrukturen überhaupt nicht mit Wasser benetzbar ist, verhindert das Nukleations-Regime vollständig – die stabile Dampfschicht bleibt bei allen Temperaturen über dem Siedepunkt erhalten, was den Effekt für technische Anwendungen interessant macht. In einer früheren Arbeit hatte Vakarelski bereits gezeigt, dass die stabile Dampfschicht um einen Körper den Strömungswiderstand in Wasser um etwa 85 Prozent reduziert.