Anonim

Спидер-инспирисана површина која одбија воду може довести до самочишћења прозора

Наука

Даррен Куицк

26. фебруар 2010

Нова површинска отпорност на воду подсећа на минуте које су пронађене на пауковима

У посљедњих неколико година, лист лотоса је био површина за научнике који желе да развију високотехнолошке водонепропусне површине. Сада су инжењерски истраживачи створили оно што кажу "скоро савршен хидрофобни интерфејс" задуживањем из друге чудесне природе - паука. Репродукцијом, на малим деловима пластике, облик и обрасци малог длака који расте на тијелима паука истраживачи су створили оно што може бити међу, ако не и већином, водо-фобна површина.

Потенцијалне апликације за ултра-водонепропусну површину развијене на Универзитету Флорида (УФ) су многе. Када вода скрпи површину, она се покупи и носи прљавштину са њом, чиме се површина самочишћава. Као такав, идеално је за неке паковање хране, или прозоре или соларне ћелије које морају остати чисте како би окупљале сунчеву светлост. Такође би било могуће да дизајнери бродова с њом покривају трупове за брже и ефикасније бродове.

Волфганг Сигмунд, професор науке о материјалима и инжењеринг у УФ-у, почео је радити на пројекту прије пет година након што је покупио рад колеге. Он је експериментисао са микроскопским влакнима када се окренуо ка пауковима, које су биолози забележили најмање веку за њихове длаке које одбијају воду. Паукови користе ове длаке да остану суви или да избегавају дављење, а водећи пауци заробљавају ваздушне мехуриће и доводећи их под воду да дишу.

Сигмунд каже да је у почетку направио сва своја влакна исте величине и растојања. Али је сазнао да су длачице дуже и кратке и различите закривљене и равне, стварајући површину која је свеједно, али равномерна. Одлучио је да покуша да имитира ову случајну, хаотичну површину користећи пластичне длаке различите величине, али у просеку око 600 микрона или милионити метар. Резултат је била површина која се одваја од воде.

"Већина људи који објављују у овом пољу увијек иде за ове савршене структуре, а ми смо први који показују да су лоши бољи", рекао је Сигмунд. "Наравно да је ово налаз у лабораторији. Ово није нешто што очекујете од теорије. "

Кружне фотографије капљица воде на пластичним плочама величине димензија показују да капљице одржавају свој сферни облик, без обзира да ли су стајали мирни или се крећу. Капљице испупчавају на већини других површина, повлачећи врсту репа док се крећу. Сигмунд је рекао да је његова површина прва која шутира капљице без репа.

Такође, за разлику од многих површина која одбија воду, ова се у потпуности ослања на микроскопски облик и обрасце материјала - умјесто његовог састава.

Другим речима, физика, а не хемија, чини оно што га чини водоотпорним. Теоретски, то значи да техника може претворити чак и најсавременије материјале - рецимо, спужве - у водонепропусне. То такође значи да Сигмундове површине никад не требају подривати опасне хемикалије. Под условом да се сам материјал површине постави на сигурну, чинећи га водонепропусном, не уводи се нови ризици.

Површина ради подједнако добро са топлом или хладном водом и Сигмунд каже да варијација површине такође одбија уље, прва за индустрију.

Израда површина која одбијају воду или уље укључује примену мембране испуњене рупом до полимера, загревање две, а затим пилинг с мембране. Направљен од топлоте, полимер излази из рупа у жељеној танки, случајно величини влакна.

Док је јефтин, тешко је произвести успешне површине са великом поузданошћу, а различите технике је потребно развити како би се површине учиниле комерцијално доступним величинама и величинама, рекао је Сигмунд. Такође, рекао је он, потребно је више истраживања како би површине биле чврсте и отпорне на оштећења.

Папир о површини појављује се у овом месечном издању часописа Лангмуир .

Нова површинска отпорност на воду подсећа на минуте које су пронађене на пауковима

Рецоммендед Избор Уредника