fbpx

Каталог статей

Каталог статей для размещения статей информационного характера

Технології

Як створити поверхню яка завжди чиста, суха і самовідновлюється

Листя лотоса мають легендарне властивість відштовхувати воду. Коли вона потрапляє на нього, то збирається в сріблясті кульки і скочується з поверхні листа, забираючи з собою ще і будь-який бруд.
Фізику цього вражаючого і естетично прекрасного явища вже добре вивчено. Листя лотоса відштовхує воду, тому що на ньому є мікроскопічні покриті воском виступи, через які вода не зчіплюється з поверхнею. Це означає, що молекули води замість цього зчіплюються між собою. Такий фізичний процес вже відтворено в деяких штучних матеріалах. На жаль, ці поверхні легко пошкоджуються через прання, і оскільки вони неживі, то не можуть відновлюватися. А значить, їх важко виготовляти в комерційних масштабах. Шкода, тому що поверхні, які самоочищаються і сохнуть, могли б бути дуже цінними. Цю проблему може вирішити технологія, яку нещодавно описав Юрген Руе з німецького Фрайбурзького університету в спеціалізованому журналі Langmuir. Мова йде про те, щоб дати матеріалами, які створені за принципом лотоса, здатність відновлюватися після пошкодження.
Підхід Руе полягає у відтворенні процесу, властивого іншому живому організму — ящірці. Коли ці тварини ростуть, їх луска не росте разом з ними. Зате злазить старий покрив, а під ним наростає новий. З теорії Руе, подібним чином можна нашарувати лотосоподобный матеріал, який у разі пошкодження буде злазити, а під ним буде з’являтися чиста нова поверхня.
Штучні лотосоподобные матеріали відносяться до класу нанотрав — так їх називають тому, що під електронним мікроскопом вони нагадують газон. У нанотравы Руе водовідштовхувальні «ворсинки» кріпляться до тонких листів силікону. Вчений ставив перед собою завдання створити матеріал з нашарування таких листів, в якому сильно пошкоджений ний поверхневий лист замінювався б автоматично.
Для цього він склеїв шари речовиною, що розчиняється у воді. За його задумом, коли верхній шар зношується, волога починає потрапляти через нього на наступний і клей починає розчинятися. Коли пошкодження незначне, клеї нічого не буде. Але з певного масштабу зносом він розчиниться настільки, що верхній шар нанотравы потріскається б, а з-під нього з’явиться б наступний.
Руе випробував свою ідею з належним клеєм (спеціальним водорозчинним полімером) і з’ясував, що принцип діє. Коли він расковырял верхній шар скальпелем і намочив його, той дійсно відклеївся і сліз. Звичайно, таке самовідновлення не вічно, адже в кінці шари іссякнут. Але якщо цю ідею можна втілити в промисловій практиці, то самоочищаються поверхні тривалого використання можуть нарешті стати звичним явищем.