Создана поверхность, которой не страшна даже кислота
Ученым из Америки удалось придумать такую поверхность, которой не страшна даже кислота. Что говорить про менее агрессивные химические жидкости. А подтолкнуло их к этому изобретению не что иное, как плотоядные растения из семейства непентес.
Разработка ученых из Гарварда
Исследователи из Гарвардского университета, США, создали специальную смазку, благодаря которой были достигнуты свойства растения из семейства непентес. Труд исследователей, работавших над этой темой, был опубликован в журнале Nature.
Наверное, все знают, что растения из рода непентес известны своими скользкими ловушками. Насекомые не могут на них удержаться и как шарики молниеносно скатываются в кувшин. Заинтересовавшись структурой стенок растения, ученые установили, что на их поверхности очень много пор, которые заполнены специальной смазкой.
Исследователи решились не только попытаться воспроизвести такую же структуру, но даже улучшить ее. В результате у них получилась неизвестная до сих пор по своим качествам омнифобная поверхность.
Омнифобная поверхность с легкостью отталкивает любые жидкости, в том числе липофильные. Она обладает свойствами гидрофобной поверхности, в которую не проникает вода, как к примеру листья лотоса. А также гидрофильной поверхности, не пропускающей масло (например, покрытой воском).
Шаг за шагом исследователи создавали свой шедевр. Для начала из нановолокон изготовили губку. Затем создали специальную смазку из фторуглеродных органических соединений. Далее они пропитали волокна губки этой смазкой. Ученые были удивлены тем, что у них получилось. Как оказалось, смазка не только хорошо пропитывает губку, но и отлично удерживается на ней, а сама поверхность на ощупь остается сухой. Полученный материал они назвали Slips.
Далее настало время проведения тестирования. Исследователи по очереди капали на поверхность разные по структуре жидкости: масло, воду и кровь. Капли, не оставляя следов, скатывались с практически ровной поверхности – угол наклона составлял всего от 2 до 5 градусов. В дальнейшем оказалось, что на ней не могут удержаться ни насекомые, ни даже частицы грязи.
Кроме этого, Slips обладает еще одним удивительным свойством – небольшие царапины самовосстанавливаются сами по себе.
Пока это достижение американских ученых не нашло применения в промышленности, так как смазка, пропитывающая волокна, имеет свойство улетучиваться.
Омнифобная поверхность, которой не страшна даже кислота
А вот в журнале Joumal of the American Chemical Society были опубликованы результаты исследований других ученых из США, которые также создали омнифобную поверхность. Однако в ее создании была применена совершенно иная технология.
Новая поверхность состоит из мелкоячеистой металлической сетки, которая сверху покрыта полимером. Если на эту поверхность попадает жидкость, то между переплетениями этой сетки под каплей жидкости образуются пузырьки воздуха. Это и не дает ей растекаться по поверхности.
Важно то, что эта поверхность не покрыта сверху определенным специальным веществом. Ее свойства изначально таковы, что ей не страшны различные липофильные и агрессивные среды. В природе такое практически не встречается.
Удивительные качества омнифобности достигнуты за счет создания на ней крошечных штырьков или «лепестков». Таким образом, контакт капли с ней сведен к минимуму.
Но главная ее особенность в другом. Поверхность обладает отталкивающими свойствами также и для жидкостей с более агрессивными качествами. На практике авторы изобретения продемонстрировали это, опустив пластину в кислоту. С поверхностью ничего не случилось!
Свойства омнифобной поверхности позволяют использовать ее в условиях, когда нужна защита от химических повреждений. Она может пригодиться не только в химических лабораториях, где используется множество различных химрастворов. Сфера ее применения только этим не ограничивается. Новая поверхность уникальна по своим характеристикам и будет просто незаменима для предохранения чувствительных деталей от химических повреждений.
Омнифобные свойства на дистанционном управлении
Еще более гениальное изобретение принадлежит другим американским химикам. В обычном состоянии омнифобную поверхность невозможно намочить водой и липофильными жидкостями. Но стоит это свойство отключить при помощи магнитного поля, поверхность сразу же намокает. Руководитель исследовательской группы Сергий Минько говорит, что поверхностей с такими свойствами в природе не существует.
Химики создали микрогвозди из никеля. Для этого пленку из пористого поликарбоната они нанесли на золотой электрод. А затем с помощью электрохимии вырастили нанопровода никеля. Когда никель по мере роста достигал поликарбоната, образовывались шарообразные колпачки. На этом процесс роста исследователи останавливали. Слой поликарбоната они растворяли, получая, таким образом, систему из микрогвоздей. Кроме того, что такая поверхность имеет способность отталкивать любые жидкости, ней можно управлять магнитом.
Зачем нужна такая система? Все очень просто. Любая омнифобная поверхность может загрязниться, даже не смотря на свои отталкивающие качества. Микрочастицы грязи могут попасть внутрь микроструктуры. А раз она обладает такими свойствами, следовательно, будет отталкивать любые жидкости. Переключение от омнифобного состояния к смачиваемому позволит вымыть поверхность и снова вернуть ее к непроницаемому состоянию.
С помощью этой поверхности можно создать более эффективную систему для перемещения жидкостей. Кроме этого, на основе этой технологии возможно создание экранов для электроники, которые будут оставаться устойчивыми к загрязнениям.
