Fizicienii de la Universitatea din Rochester au creat un material care nu poate fi umezit, iar picături de apă din el pur și simplu sări.
Lotusul este considerat un simbol al puritatii: crescand in apa murdara de mlastina, florile frumoase si pure apar pe lumina. Se pare că poate exista o comunitate între simbolul purității și fizică? Se pare că generalul este, și se numește acest termen științific - proprietățile hidrofobe ale suprafeței. Dacă suprafața este hidrofil, apa de pe ea se poate răspândi cu ușurință pentru a forma un strat uniform (un exemplu de o astfel de suprafață - sticlă). Dar dacă ai vărsat câteva picături de apă pe tigaie de teflon prăjire, acestea nu se vor lipi la suprafață, iar dacă este înclinată la un anumit unghi, picături va rula - este un exemplu de o suprafață hidrofobă.
Și există o altă proprietate, ca superhidrofobia. Pe astfel de suprafețe, picăturile de apă nu se pot fixa deloc și încep să se rostogolească de la ea la unghiuri foarte mici de înclinare. De exemplu, picăturile de iarbă pe iarbă au o formă sferică, suprafața, ca atare, respinge apa, fără să-i permită să se ude. Frunza de lotus este cel mai frumos exemplu al unei suprafețe superhidrofobe create de natură. Secretul se află în microstructura frunzelor, ele nu numai că resping apa, dar contribuie și la auto-purificarea plantei. Picăturile de apă, rulate de pe suprafața foii, poartă cu ele particule de praf și murdărie, lăsând flora perfect curată. Apropo, aceeași proprietate este posedată de aripile fluturilor și altor insecte, altfel pur și simplu nu au putut să zboare sub greutatea prafului aderent.
Omul a învățat să facă suprafețe artificiale hidrofobe care nu sunt umezite de apă. Dar, doi fizicieni de la Universitatea din Rochester, și Anatoli Vorobiev, Guo Chang Lee, a mers mai departe, și au reușit să producă materialul din care picăturile de apă sări o minge de tenis de pe perete. Ar fi mai precis să spunem că au venit cu o metodă prin care o astfel de proprietate unică poate fi dată unor materiale diferite. Cum au reușit să facă asta?
Pentru tratamentul de suprafață, cercetătorii au nevoie de un laser puternic de safir care generează impulsuri scurte, femtosecunde. Focalizarea fasciculului laser pe suprafața metalică, a fost aplicat pe paralele canelurilor sale de suprafață de aproximativ 100 microni lățime și adâncime 75mkm. Această dimensiune este comparabilă cu grosimea părului uman. Pe suprafața striată rezultată, oarecum asemănător cu un pat de cartofi okuchennoy format chiar mai mici nanostructuri sunt realizate caneluri și brazde „dur“. Pentru a procesa o placă laser cu o dimensiune a metalului de 2,5 x 2,5 cm, experimenții au luat aproximativ o oră.
Rezultatul a fost uimitor. Pentru experimentele lor, fizicienii au luat trei plăci metalice din platină, titan și alamă. După prelucrare, suprafața metalică lucioasă a devenit complet neagră - a încetat să reflecte lumina. Dar cea mai impresionantă descoperire a fost făcută atunci când o placă modificată cu laser a picurat cu apă - o picătură căzută tocmai a sărit de la ea. Suprafața sa dovedit a fi atât de impermeabilă pentru apă, încât căderea care a căzut pe ea ar putea să economisească până la o treime din energia cinetică și să sară înapoi. Firește, placa metalică însăși a rămas complet uscată. Pentru a testa proprietățile autocurătoare ale materialului creat, cercetătorii au aplicat pe acesta un strat de praf preluat de pe un aspirator convențional. După aceea, apa obișnuită a început să picure pe suprafața - fiecare picătură, "lipită" pe ea însăși fragmente de praf, luându-le cu ei. Și materialul însuși a rămas în puritate pură, nu mai rău decât o floare de lotus frumoasă.
Jumping pe planul picăturii este, desigur, frumos și interesant, dar cum poate fi util acest material? Floarea de lotus nu a fost doar un simbol al purității, dar a ajutat, de asemenea, oamenii de știință să vină cu cum să facă lumea noastră un pic mai bună. În primul rând, suprafețele cu autocurățire vor ajuta la economisirea apei. Acest lucru este foarte important în cazul în care fiecare litru de apă este în cont. În plus, astfel de materiale pot avea proprietăți anti-înghețare - formarea de gheață asupra elementelor de control al aeronavelor este plină de consecințe foarte triste. Suprafețele superhidrofobe vor fi mai rezistente la mucegai și la alte microorganisme. Proprietatea că suprafața metalului devine complet negru poate fi utilă pentru absorbția eficientă a energiei solare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: