Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Глобальный Инновационный Гиперпортал

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 58 RSS
←   Январь 2015   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://www.gigport.ru
Открыта: 28-11-2013

Автор
Джек Воробей

Статистика

58 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Глобальный Инновационный Гиперпортал


 

«ЭФФЕКТ ЛОТОСА»«ЭФФЕКТ ЛОТОСА»

21.01.2015 нанотехнология, лазер, водоотталкивающая и антимикробная поверхность

Листья некоторых растений обладают идеальной водоотталкивающей поверхностью, которая хорошо защищает их от загрязнения. Такое свойство получило название «эффект лотоса». Учёные из Рочестерского Университета разработали технологию, которая позволяет создать на поверхности металла водоотталкивающее и антимикробное покрытие. 

Обработка металлического листа сверхкороткими импульсами лазера придаёт его поверхности необычные свойства. Лазерная гравировка превращает металл в «лист лотоса», который так же, как и лист настоящего лотоса, хорошо отталкивает капли воды, защищая его от коррозии и загрязнения микробами. Такое покрытие также хорошо поглощает свет. Об этом заявляют американские физики в своей статье, опубликованной в Journal of Applied Physics.

Листья некоторых растений, таких как, например лотос, обладают идеальной водоотталкивающей поверхностью, не подверженной загрязнению. Благодаря расположенным на листьях микроскопическим бугоркам вода быстро стекает с их поверхности, унося с собой частицы грязи. В последние годы учёные создали различные супергидрофобные краски или плёнки, которые работают таким же образом, как и поверхность листа растения.

Супергидрофобные свойства, можно использовать для создания высокоэффективных солнечных панелей, санитарных систем (канализации), а так же защиты металлов от коррозии. Однако у всех существующих сегодня супергидрофобных покрытий есть серьёзный недостаток. Они «нежны» (легко подвергаются различным повреждениям) и недолговечны. Профессор оптики Чуньлэй Го (Chunlei Guo) из Рочестерского университета в Нью-Йорке (США) и его коллега Анатолий Воробьёв (Институт оптики Университета) задались вопросом, каким образом можно устранить главный недостаток «лотосных» покрытий.

 Молекулы на поверхности листа лотоса и его синтетических аналогов организованы таким образом, что они отталкивают молекулы воды и не дают им сцепиться с поверхностью. Часть этих свойств определены физико-химическими свойствами молекул, а другая часть - формой поверхности листа растения, краски или плёнки.

Несколько лет назад Го и Воробьёв случайно создали новый материал, антипод лотоса. Поверхность пластинки металла, обработанная короткими импульсами сверхмощного лазера, начинала притягивать воду. Благодаря этой особенности вода течёт по поверхности пластины не только вниз, но и вверх.

Кроме того, поверхность любого металла после лазерной «гравировки» становится угольно-чёрной и начинает поглощать весь спектр видимого излучения.

Анализируя результаты этих экспериментов, физики предположили, что можно достичь и обратного эффекта. Они перебрали несколько вариантов лазерной «гравировки» металла. В итоге, им удалось создать при помощи импульсов света нужный вариант узора, превращая поверхность листов железа, платины и других металлов в подобие поверхности листа лотоса. Эффект отталкивания воды получился настолько сильным, что капли, падая на такую поверхность буквально отскакивают от неё, снова падают, и снова отскакивают. Это говорит о том, что такие поверхности могут быть «вечными», почти не стираясь с течением долгого времени.

«Многие считают тефлон ярким примером водоотталкивающей поверхности. Однако если вы попытаетесь стряхнуть воду с тефлоновой сковородки, вам придётся наклонить её на 70 градусов для того, чтобы капли воды начали двигаться вниз», - говорит Го. «Наша поверхность отличается заметно большей гидрофобностью, и её нужно лишь чуть наклонить для достижения аналогичного эффекта, а в некоторых случаях даже этого не требуется».

По его словам, у технологии есть множество практических применений в быту, промышленности, науке и медицине. Например, на её основе можно изготовлять стойкие к коррозии бытовые приборы, элементы строительных конструкций, самоочищающиеся солнечные батареи, экономные и чистые системы канализации, санитарные системы, посуду и многое другое.

Правда у этой технологии есть, пока ещё не решённая проблема. Дело в том, что лазер гравирует пластины крайне медленно. Для изготовления металлического «лотоса» площадью 2,5 сантиметра на 2,5 сантиметра лазеру требуется около часа работы. Но, когда учёные решат эту проблему, они постараются воспроизвести аналогичные эффекты на поверхности других, неметаллических материалов. Например, полупроводников и диэлектриков.

Профессор Го считает потенциально важным применение супергидрофобных материалов в развивающихся странах. Именно этот потенциал пробудил интерес Билла и Мелинды Гейтс, которые поддержали работу учёных.

«В этих регионах, сбор дождевой воды является жизненно важным и с помощью супергидрофобных материалов, можно повысить эффективность без необходимости использовать большие воронки с высокими углами, не позволяющих воде прилипать к поверхности», - говорит Го. «Второе применение - туалеты, которые будут чище и здоровее в использовании».

Такие уборные можно поддерживать в чистоте в местах с небольшим количеством воды. Благодаря супергидрофобным материалам, уборная может оставаться чистой, без необходимости промывки её водой.

Финансирование было предоставлено Фондом Билла и Мелинды Гейтс, а так же Управлением научных исследований ВВС США.
В избранное