Nézze meg a sporthíreket is
Iratkozzon fel hírlevelünkre Nézze meg a sporthíreket is
Ennek mintájára olyan víz alatti szuper hidrofób felszínek létrehozásán dolgoznak a kutatók, amik megakadályozzák a korróziót, bakteriális növekedést, tengeri organizmusok adhézióját, kémiai eltömődést, és más káros hatásait a felületeken lévő folyadéknak. Ez a vékony levegőréteg a plastron és az anyagtudósok évtizedek óta próbálják hasznosítani védő hatásait. De a plastronok nagyon instabilnak bizonyultak a víz alatt, összesen csak körülbelül órákig tartja szárazon a felületeket a laborban. Egy kutatócsapat létrehozott egy szuper hidrofób felületet stabil plastronnal, ami hónapokig megmarad a víz alatt.
A csapat általános stratégiája, hogy hosszan tartó víz alatti szuper hidrofób felszíneket hozzanak létre, ami taszítja a vért és drasztikusan csökkenti, vagy megakadályozza a bakteriális és tengeri organizmusok adhézióját, mint például a kacslábú rákok,a kagylók, az orvosi biológiában és az iparban egy sor alkalmazást nyit. A kutatást a Nature Materials magazinban publikálták.
A kutatók 20 éve tudják, hogy egy stabil, víz alatti plastron elvileg lehetséges, de mostanáig nem tudták kísérletileg bebizonyítani.
Az egyik legnagyobb probléma plastronokkal az, hogy durva felszínt kell formálniuk, mint az Argyroneta aquatica szőre. De ez a durvaság a felszínt mechanikusan instabillá kis érzékennyé a pertbációra a hőmérsékletben, nyomásban, vagy kis hibára.
A kurrens technikák, amik felmérik a mesterségesen készített szuper hidrofób felszíneket csak két paramétert vesznek számításba, ami nem nyújt elegendő információt a levegő plastron stabilitásáról a víz alatt.
Ez a kutatócsapat azonosított egy nagyobb csoport paramétert, köztük: információ a felszín durvaságáról, a felületi molekulák hidrofobicitása, a plastron fedettség, felfekvési hajlásszögek, satöbbi, amelyeket a termodinamikai teóriával kombinálva kiszámították, hogy a levegő plastron stabil lesz-e? Ezzel a módszerrel és egy egyszerű gyártási technikával a csapat egy gyakran használatos, olcsó titán ötvözetből és egy hosszan tartó plastronból tervezett egy aerofil felszínt, ami a felületet szárazon tartja több ezer órával hosszabb ideig, mint a korábbi kísérletek és még annál is tovább, mint az élő fajok plastronjai.
A kutatók a teoretikusok által 20 évvel ezelőtt javasolt karakterizálás módszert alkalmazták, hogy igazolják azt, hogy a felületük stabil, ami azt jelenti, hogy nem csak egy rendkívül repellens, rendkívül tartós szuper hidrofób új típusú felületet hoztak létre, hanem egy olyan módszert amivel ezt különböző anyagokkal újra meg lehet csinálni.
A kutatók a felületet keresztülnyomták egy gyűrűn, meghajlították, megcsavarták, forró és hideg vizet fújtak rá, és homokkal és acéllal csiszolták, hogy blokkolják a felület aerofilitását.
A felület fennmaradt 208 napon át víz alá merülve és több száz véres petri csészébe mártogatást. Nagymértékben csökkent az E.coli gyarapodása és megakadályozta, hogy a kagylók, kacslábú rákok rátapadjanak.
A módszert sok területen lehet alkalmazni, például az orvosbiológiában, ahol műtétek után csökkenteni lehet a fertőzéseket, vagy biológiailag lebomló beültetésekként is használni lehet. Víz alatt megakadályozza a csővezetékek és érzékelők korrózióját. Még a szuper sima bevonatokkal (SLIPS: Sppery Liquid-Infused Porous Surfaces: Csúszós Folyadékkal Töltött Porózus Felületek ) kombinálva is alkalmazható, hogy megvédjék a felületeket a még további szennyeződéstől.
Videók a kísérletekről:
(Forrás: Harvard Egyetem Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskolája: https://seas.harvard.edu/)
