Lesnoy Vestnik / Forestry BulletinLesnoy Vestnik / Forestry BulletinЛесной вестник / Forestry Bulletin2542-1468Eco-Vector70653810.18698/2542-1468-2025-3-169-180Wood processing and chemical processing of woodДеревообработка и химическая переработка древесиныResearch ArticleLotus effect and adhesion strength adjustment. OverviewЛотос-эффект и регулирование адгезионной прочности. ОбзорEvdokimovYuriy M.ЕвдокимовЮрий Михайлович
Russian Federation

Cand. Sci. (Chem.), Professor

канд. хим. наук, профессор

evdokur@mail.ruMeshecheryakovAleksey V.МещеряковАлексей Викторович
Russian Federation

Head of Department of Process of Fire

начальник Учебно-научного комплекса

malviktpp@gmail.ruProkhorovViktor Yu.ПрохоровВиктор Юрьевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Tech.), Professor

канд. техн. наук, профессор

prohorovv@yandex.ruGudkovMaksim A.ГудковМаксим Андреевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor

канд. техн. наук, доцент

gudokmaksim@yandex.ruState Fire Academy of EMERCOM of RussiaФГБОУ ВО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России»150620252931691802104202621042026Copyright ©; 2025, Evdokimov Y.M., Meshecheryakov A.V., Prokhorov V.Y., Gudkov M.A.Copyright ©; 2025, Евдокимов Ю.М., Мещеряков А.В., Прохоров В.Ю., Гудков М.А.2025Evdokimov Y.M., Meshecheryakov A.V., Prokhorov V.Y., Gudkov M.A.Евдокимов Ю.М., Мещеряков А.В., Прохоров В.Ю., Гудков М.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/2542-1468/article/view/706538

The so-called lotus effect found on natural objects is considered. Numerous examples are given to change the adhesion strength in the desired direction, considering the effect mentioned. The possibility of obtaining nature-like artificial surfaces of solid bodies in order to prevent undesirable processes of icing and biofouling — aircraft, marine vessels, buildings and structures, electrical wires, offshore oil rigs for oil extraction and even plants from icy rains is shown.

Рассмотрен так называемый лотос-эффект, обнаруженный на природных объектах. Приведены многочисленные примеры по изменению адгезионной прочности в желаемую сторону с учетом названного эффекта. Показана возможность получения природоподобных искусственных поверхностей твердых тел в целях предотвращения нежелательных процессов обледенения и биообрастания — самолетов, морских судов, зданий и сооружений, электрических проводов, морских нефтевышек для добычи нефти и даже растений, в частности, от ледяных дождей.

lotus-effectadhesionadhesion strengthwettinghydrophilicityhydrophobicitysuperhydrophobicityлотос-эффектадгезияадгезионная прочностьсмачиваниегидрофильностьгидрофобностьсупергидрофобностьDeryagin B.V., Krotova N.A., Smilga V.P. Adgeziya tverdykh tel [Adhesion of solids]. Moscow: Nauka, 1973, 280 p.Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 280 с.Bikerman I.I. The science of adhesion Joints. N.Y.; London: Academic Press, 1968, 349 p.Evdokimov Yu.M., Fedorov M.S. Methods of Adhesiometry of Adhesive Bonds. Polymer Science, Series D, 2012, v. 5, no. 1, pp. 20-26.Evdokimov Yu.M., Fedorov M.S. Methods of Adhesiometry of Adhesive Bonds // Polymer Science, Series D, 2012, v. 5, no. 1, pp. 20-26.Evdokimov Yu.M. Adgeziya. Ot makro- i mikrourovniya k nanosistemam [Adhesion. From macro- and microlevels to nanosystems]. Moscow: MSFU, 2011, 208 p.Евдокимов Ю.М. Адгезия. От макро- и микроуровня к наносистемам. М.: МГУЛ, 2011. 208 с.Berlin A.A., Basin V.E. Osnovy adgezii polimerov [Basics of polymer adhesion]. Moscow: Khimiya [Chemistry], 1974, 392 p.Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1974. 392 с.De Gennes P., Bados J. Khrupkie ob’ekty [Fragile objects]. Moscow: Mir, 2000, 188 p.Де Жен П., Бадос Ж. Хрупкие объекты. М.: Мир, 2000. 188 с.Vakula V.L., Pritykin L.M. Fizicheskaya khimiya adgezii polimerov [Physical chemistry of polymer adhesion]. Moscow: Khimiya [Chemistry], 1984, 222 p.Вакула В.Л., Притыкин Л.М. Физическая химия адгезии полимеров. М.: Химия, 1984. 222 с.Moskvitin N.I. Fiziko-khimicheskie osnovy protsessov skleivaniya i prilipaniya [Physicochemical foundations of gluing and adhesion processes]. Moscow: Lesnaya prom-st’ [Forest Industry], 1974, 101 p.Москвитин Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания. М.: Лесная пром-сть, 1974. 101 с.Vilnave J.-J. Kleevye soedineniya [Adhesive connections]. Moscow: Tekhnosfera, 2007, 384 p.Вильнав Ж.-Ж. Клеевые соединения. М.: Техносфера, 2007. 384 с.Zimon A.D. Adgeziya pyli i poroshkov [Adhesion of dust and powders]. Moscow: Khimiya [Chemistry], 1978, 431 p.Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1978. 431 с.Kinlok E. Adgeziya i adgezivy. Nauka i tekhnologiya [Adhesion and adhesives. Science and technology]. Moscow: Mir, 2001, 484 p.Кинлок Э. Адгезия и адгезивы. Наука и технология. М.: Мир, 2001. 484 с.Aronovich D.A. Anaerobnye adgezivy: sostav, svoystva, primenenie [Anaerobic adhesives: composition, properties, application]. N. Novgorod: Gladkova O.V., 2024, 444 p.Аронович Д.А. Анаэробные адгезивы: состав, свойства, применение. Н. Новгород: ИП Гладкова Оксана Викторовна, 2024. 444 с.Kendal K. Thin — film peeling — the elastic term // J. Phys., D 8, 1975, pp. 1449-1453.Biscof C., Possart W. Adhesion — Theoretishce und experimentelle Grundlagen. Berlin: Academie Verlag, 1983, 609 p.Bionika 2022: sb. statey II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Bionika 2022: collection of scientific papers. articles of the II International Scientific and Practical Conference], December 23-24, 2022. Moscow: Association of Technical Universities, 2023, 285 p.Бионика 2022: сб. статей II Междунар. науч.-практ. конф., 23-24 декабря 2022, г. Москва. М.: Ассоциация технических университетов, 2023. 285 с.Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces. London: Academic Press, 1992, 296 p.Maeno N. Nauka o l’de [Science of Ice]. Moscow: Mir, 1988, 231 p.Маэно Н. Наука о льде. М.: Мир, 1988. 231 с.Adamson A.U. Fizicheskaya khimiya poverkhnostey [Physical Chemistry of Surfaces]. Moscow: Mir, 1979, 568 p.Адамсон А.У. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. 568 с.Abramzon A.A. Voz’mem za obrazets list lotosa [Let’s Take a Lotus Leaf as a Sample]. Khimiya i zhizn’ [Chemistry and Life], 1982, no. 11, pp. 38-40.Абрамзон А.А. Возьмем за образец лист лотоса // Химия и жизнь, 1982. № 11. С. 38-40.Kondrashov S.V. Issledovanie adgezii l’da k nanomodifitsirovannym poliuretanovym pokrytityam [Study of Ice Adhesion to Nanomodified Polyurethane Coatings]. Mater. Vserossiyskoy NG konferentsii «Termoplastichnye materialy i funktsional’nye pokrytiya» [Proc. All-Russian NG Conference «Thermoplastic Materials and Functional Coatings»], April 23, 2019. Moscow: All-Russian Research Institute of Aviation Materials, National Research Center «Kurchatov Institute», 2019, pp. 118-126.Кондрашов С.В. Исследование адгезии льда к наномодифицированным полиуретановым покрытиям // Материалы Всерос. науч.-техн. конф. «Термопластичные материалы и функциональные покрытия», 23 апреля 2019 г. М.: Изд-во Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», 2019. С. 118-126.Lebedev G.A., Tripol’nikov V.P. Razrabotka sposobov i tekhnologicheskikh priemov razrusheniya atmosfernykh naledey vzryvami [Development of methods and technological techniques for the destruction of atmospheric ice by explosions]. Problemy Arktiki i Antarktiki [Problems of the Arctic and Antarctic], 2009, no. 1 (81), pp. 80-85.Лебедев Г.А., Трипольников В.П. Разработка способов и технологических приемов разрушения атмосферных наледей взрывами // Проблемы Арктики и Антарктики, 2009. № 1(81). С. 80-85.Buzik V.M., Kablov B.N. Arkticheskoe materialovedenie. Vyp. 3. Tomsk: Izdatel’skiy Dom Tomskogo gosudarstvennogo universiteta [Arctic Materials Science]. Iss. 3. Tomsk: Publishing House of Tomsk State University, 2018, 44 p.Бузик В.М., Каблов Б.Н. Арктическое материаловедение. Вып. 3. Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2018. 44 с.Geguzin Ya.E. Kaplya [Kaplya]. Moscow: Science, 1977, 176 p.Гегузин Я.Е. Капля. М.: Наука. 1977. 176 с.Barthlott W., Neinhuls C. Purity of the sacred lotka, or escape from condomikation in biological Surface. Planta, 1997, v. 202, pp. 1-8.Barthlott W., Neinhuls C. Purity of the sacred lotka, or escape from condomikation in biological Surface // Planta,1997, v. 202, pp. 1-8.Gorb S.N., Gorb E.V. Anti-icing strategios of plant surfaces: the ice formation on leaves vizualized by Cruo-SEM experiment. The Science of Nature, 2022, v. 109, article 24.Gorb S.N., Gorb E.V. Anti-icing strategios of plant surfaces: the ice formation on leaves vizualized by Cruo-SEM experiment // The Science of Nature, 2022, v. 109, article 24.McGorty R., Fung J., Kaz D., Manoharan V.N. Colloidal self-assembly at an interface. Materials Today, 2010, v. 13, no. 6, pp. 34-38.McGorty R., Fung J., Kaz D., Manoharan V.N. Colloidal self-assembly at an interface // Materials Today, 2010, v. 13, no. 6, pp. 34-38.Agbenyega J. A window that washes itself: Nanotechnology. DOI:10.1016/S1369-7021(10)70025-0Malkin A.Ya., Patlazhan S.A., Kulichikhin V.G. Fiziko-khimicheskie yavleniya, privodyashchie k skol’zheniyu zhidkosti po tverdoy poverkhnosti [Physicochemical phenomena leading to liquid sliding on a solid surface]. Uspekhi khimii [Uspekhi Chemii], 2019, no. 88(3), pp. 319-349.Малкин А.Я., Патлажан С.А., Куличихин В.Г. Физико-химические явления, приводящие к скольжению жидкости по твердой поверхности // Успехи химии, 2019. № 88(3). С. 319-349.Muller M., Hrabe P., Choteborsky R., Herak D. Evaluation of factors influencing adhesive bond strength. RES. AGR. ENG., 2006(1), v. 52, pp. 30-37.Muller M., Hrabe P., Choteborsky R., Herak D. Evaluation of factors influencing adhesive bond strength // Res. Agr. Eng., 2006, v. 52, pp. 30-37.Hong X., Gao X., Jiang L. Application of superhydrophobic Surface with High Adhesive Force in No Lost Transport of Superparamagnetic Microdroplet. J. Am. Chem. Soc, 2007, v. 129 (6), pp. 1478-1479.Hong X., Gao X., Jiang L. Application of superhydrophobic Surface with High Adhesive Force in No Lost Transport of Superparamagnetic Microdroplet // J. Am. Chem. Soc, 2007, v. 129 (6), pp. 1478-1479.Li X., Bista P., Stetten A.Z., Bonart H. Spontaneous charging affects the motion of slidsing drops. Nature Physics, v. 18(6), pp. 1-7. DOI:10.1038/s41567-022-01563-6Li X., Bista P., Stetten A.Z., Bonart H. Spontaneous charging affects the motion of slidsing drops // Nature Physics, v. 18(6), pp. 1-7. DOI:10.1038/s41567-022-01563-6Shilova O.A., Khalaman V.V., Nguen V.Chi., Kondratenko Yu.A., Glebova I.B., Sokolov G.S., Voshchikov V.I., Poletaev K.A., Kochina T.A. Vliyanie sostava i sostoyaniya poverkhnosti protivoobrastayushchikh pokrytiy na stepen’ bioobrastaniya po rezul’tatam klimaticheskikh morskikh ispytaniya v tropikakh i okolo polyarnogo kruga [Influence of the composition and surface condition of antifouling coatings on the degree of biofouling based on the results of climatic sea tests in the tropics and near the Arctic Circle]. Khimiya dlya biologii, meditsiny, ekologii i sel’skogo khozyaystva: sb. tezisov dokladov 3 Mezhdunarodnogo simpoziuma ISCHEM-2024 [Chemistry for biology, medicine, ecology and agriculture: collection of scientific papers]. Abstracts of the 3rd International Symposium ISCHEM-2024, June 5-7, 2024. St. Petersburg: Lema, 2024, pp. 34-35.Шилова О.А., Халаман В.В., Нгуен В.Чи., Кондратенко Ю.А., Глебова И.Б., Соколов Г.С., Вощиков В.И., Полетаев К.А., Кочина Т.А. Влияние состава и состояния поверхности противообрастающих покрытий на степень биообрастания по результатам климатических морских испытания в тропиках и около полярного круга // Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства: сб. тезисов докладов 3 Междунар. симпозиума ISCHEM-2024, 5-7 июня 2024 г. Санкт-Петербург: Лема, 2024. С. 34-35.Vinogradova O.I., Dubov A.L. Superhydrophobic textures fof microfluidics. Mendeleev Commun, 2012, v. 19, pp. 229-237.Vinogradova O.I., Dubov A.L. Superhydrophobic textures fof microfluidics // Mendeleev Commun, 2012, v. 19, pp. 229-237.Bing W., Wang H., Tian L., Zhao J., Jin H., Du W., Ren L. Small Structure, Large effect: Functional Surfaces inspired by Salvinia Leaves, 2021, v. 2, iss. 9, p. 2100079. https://doi.org/10.1002/sstr.202100079Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Resent progress in understanding the anti-icing behavior of materials. Adv. Colloid Interfacew Sci., 2024, v. 323, p. 103057. https://doi.org/10.1016/j.cis.2023.103057Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Resent progress in understanding the anti-icing behavior of materials // Adv. Colloid Interfacew Sci., 2024, v. 323, p. 103057. https://doi.org/10.1016/j.cis.2023.103057Belyaev A.V., Vinogradova O.I. Electro-osmosis on Anisotropic Superhydrophobic Surface. Phys.Rev. Letters, 2011, v. 107, p. 098301 (1-4).Belyaev A.V., Vinogradova O.I. Electro-osmosis on Anisotropic Superhydrophobic Surface // Phys.Rev. Letters, 2011, v. 107, p. 098301 (1-4).Gu Z., Li. S., Zhang F., Wang Sh. Understanding Surface Adhesion in Nature: A Peeling Model. Adv. Sci. 2016, v. 3, p. 1500327. DOI: 10.1002/advs.201500327Gu Z., Li. S., Zhang F., Wang Sh. Understanding Surface Adhesion in Nature: A Peeling Model // Adv. Sci. 2016, v. 3, p. 1500327. DOI: 10.1002/advs.201500327Kestelman V.N., Jevdokimov J.M. Einige neue gtsichtspunke zu adhasionsbeziehungen. Plaste und kautschuk, 1992, v. 39, no. 10, pp. 345-346.Kestelman V.N., Jevdokimov J.M. Einige neue gtsichtspunke zu adhasionsbeziehungen // Plaste und kautschuk, 1992, v. 39, no. 10, pp. 345-346.Barthwal S., Uniyal S., Barthwal S. Nature-Inspired Superhydrophobic Coating Materials: Drawing Inspiration from Nature for Enhanced Functionality. Micromachines, 2024, v. 15(3), p. 391. DOI: 10.3390/mi15030391Barthwal S., Uniyal S., Barthwal S. Nature-Inspired Superhydrophobic Coating Materials: Drawing Inspiration from Nature for Enhanced Functionality // Micromachines, 2024, v. 15(3), p. 391. DOI: 10.3390/mi15030391Novikov I.A. Issledovanie osobennostey gidrofobno-gidrofil’nykh svoystv antiobledenitel’nykh pokrytiy metodami ASM [Study of the Features of Hydrophobic-Hydrophilic Properties of Anti-Icing Coatings by AFM Methods]. Nauka nastoyashchego i budushchego: sb. materialov konferentsii Kh nauchno-prakticheskaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiem dlya studentov, aspirantov, molodykh uchenykh [Science of the Present and the Future: Conference Proceedings, X Scientific and Practical Conference with International Participation for Students, Postgraduates, and Young Scientists], v. 1, NSB X, St. Petersburg, May 19-20 (21), 2022. St. Petersburg: ETU «LETI», 2022, pp. 108-111.Новиков И.А. Исследование особенностей гидрофобно-гидрофильных свойств антиобледенительных покрытий методами АСМ // Наука настоящего и будущего: сб. материалов конф. Х науч.-практ. конф. с междунар. участием для студентов, аспирантов, молодых ученых, т. 1, Санкт-Петербург, 19-20 мая 2022 г.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2022. С. 108-111.Krichevskiy G.E. Uchimsya mudrosti u prirody [Learning Wisdom from Nature]. Moscow: Sam Polygraphist, 2015, 151 p.Huang G., Yengannagari A.R., Matsumori K., Patel P., Datla A., Trindade K., Amarsanaa E., Zhao T., Kohler U., Busko D., Richards B.S. Radioactive cooling and in door light management and self-cleaning polymer based metamaterial // Nature Communications, 2024, v. 15 (1), article number 3798. DOI: 10.1038/s41467-024-48150-2Chashchukhin V.G. Dvizhenie miniatyurnogo robota v ogranichennom prostranstve [Movement of a miniature robot in a limited space]. Dis. Cand. Sci. (Phys. and Mathematics). Institution of the Russian Academy of Sciences, Institute for Problems in Mechanics named after A.Yu. Ishlinsky, Russian Academy of Sciences, Moscow, 2008.Salatto D., Huang Z., Benziger P.T., Carrillo J.-M. Structure-based Design of Dual Bactericidal and Bacteria-Releasing Nanosurfaces // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, v. 15, iss. 2, pp. 3420-3432. https://doi.org/10.1021/acsami/2cx18121Nazhipkyzy M., Mansurov Z.A. Supergidrofobnye materialy i pokrytiya: obzor [Superhydrophobic materials and coatings: a review]. Gorenie i plazmokhimiya [Combustion and Plasma Chemistry], 2020, no. 18, pp. 163-189.Кричевский Г.Е. Учимся мудрости у природы. М.: Сам полиграфист, 2015. 151 с.Evdokimov Yu.M., Meshcheryakov A.V., Russkikh D.V. Problemy Arkticheskogo materialovedeniya (adgeziya) [Problems of Arctic Materials Science (adhesion)]. Klei. Germetiki. Tekhnologii [Adhesives. Sealants. Technologies], 2022, no. 11, pp. 39-42. DOI: 10.31044/1813-7008-2022-0-4-39-42Чащухин В.Г. Движение миниатюрного робота в ограниченном пространстве: дис канд. физ.-мат. наук. Учреждение Российской академии наук Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. М., 2008.Evdokimov Yu.M., Prokhorov V.Yu., Gudkov M.A., Bamba E.Zh. Adgeziya na yuvenil’nykh i podobnykh kontaktakh [Adhesion on juvenile and similar contacts]. Sovremennye dostizheniya v oblasti kleev i germetikov: materialy, syr’e, tekhnologii: sb. trudov Tezisy dokladov IV Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Modern achievements in the field of adhesives and sealants: materials, raw materials, technologies: collection of works Abstracts of the IV International Scientific and Technical Conference], September 26-28, 2023, Dzerzhinsk. Nizhny Novgorod: Gladkova O.V., 2023, pp. 265-267.Нажипкызы М., Мансуров З.А. Супергидрофобные материалы и покрытия: обзор // Горение и плазмохимия, 2020. № 18. С. 163-189.Kraus D., Manson J. Adhesion of polyethylene and poly-styrene to steel. Polymer JU. Sci., 1951, v. 6, p. 625.Евдокимов Ю.М., Мещеряков А.В., Русских Д.В. Проблемы Арктического материаловедения (адгезия) // Клеи. Герметики. Технологии, 2022. № 11. С. 39-42. DOI: 10.31044/1813-7008-2022-0-4-39-42Lo C-W, Sahoo V., Lu M-C. Control of Ice Formation // ACS Nano, Febrary 28, 2017, v. 11, iss. 3, pp. 2665-2674. DOI:10.1021/acsnano.6b07348Евдокимов Ю.М., Прохоров В.Ю., Гудков М.А., Бамба Э.Ж. Адгезия на ювенильных и подобных контактах // Современные достижения в области клеев и герметиков: материалы, сырье, технологии: сб. трудов Тезисы докладов IV Междунар. науч.-техн. конф., 26-28 сентября 2023 года, Дзержинск. Нижний Новгород: ИП Гладкова Оксана Викторовна, 2023, с. 265-267.Kraus D., Manson J. Adhesion of polyethylene and poly-styrene to steel // Polymer JU. Sci., 1951, v. 6, p. 625.Lo C-W, Sahoo V., Lu M-C. Control of Ice Formation // ACS Nano, Febrary 28, 2017, v. 11, iss. 3, pp. 26652674. DOI:10.1021/acsnano.6b07348