Vandens lelijų šablonai | NPP Azijos medžiagos

Vandens lelijų šablonai | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Polimerinis šablonas, turintis daugialypę hierarchinę struktūrą, sukuria stabilius superhidrofobinius paviršius paprastu, vieno žingsnio būdu.

Vienas iš nusistovėjusių metodų, kaip padaryti dirbtinius superhidrofobinius - vandenį atstumiančius - paviršius, remiasi pamokomis, įgytomis iš daugialypės, hierarchinės lotoso lapų struktūros. Šios natūralios medžiagos paviršių sudaro mikrostruktūros, ant kurių dedami nanoskalės bruožai. Šiuos struktūriškai sudėtingus superhidrofobinius paviršius sudėtinga gaminti, nes keliams link jų gali prireikti specializuotos įrangos arba juos riboja perdirbimo sąlygos, tokios kaip temperatūra ar tirpiklių buvimas.

Dabar Hong Lee ir kolegos 1 Seulo nacionaliniame universitete, Korėjoje, sugalvojo paprastą biomimetinės struktūros superhidrofobinių paviršių paruošimo būdą. Šis metodas yra tinkamas didelio masto gamybai ir nepriklauso nuo naudojamo substrato. Be to, susidarę paviršiai yra chemiškai stabilūs ir palaiko superhidrofobiškumą aplinkos sąlygomis iki 3 mėnesių. Lee požiūris priklauso nuo to, ar iš pradžių bus paruoštas šablonas su norimu mikro ir nanoskalės šiurkštumo modeliu. Tada, švitinant UV šviesa, šis raštas pakartojamas ant antrojo paviršiaus. Iš tiesų, šablonas ir „anglies kopijos“ paviršiai turi panašias paviršiaus morfologijas ir tas pačias superhidrofobines savybes, o kontaktiniai kampai yra apie 160 °.

Tiksliau sakant, norint padaryti pakartojamą paviršių, ant šablono lašai įpilamas fotoiniciatoriaus ir funkcionalizuoto fluorinto prepolimero mišinys, o ant skysto sluoksnio dedamas lankstus arba standus substratas. Tada per skaidrų šablono pagrindą apšviečiama UV šviesa, sukelianti polimero sukryžiavimą. Šablonas nulupamas paliekant pakartoto superhidrofobinio polimero paviršių (1 pav.).

Image

1 pav. Atkartoto paviršiaus nuskaitymo elektroninės mikroskopijos vaizdas, padarytas tiesiogiai liejant UV spinduliais su šablonu. Aiškiai parodyta hierarchinė struktūra, nano- (dešinėje) ant mikrostruktūros.

Seulo komanda išplėtė šį metodą ir padarė modelinius superhidrofobinius-superhidrofilinius paviršius užmaskuodama konkrečias replikuojamo paviršiaus sritis, o likusias dalis paveikė tolimesniu giluminiu ultravioletinių spindulių švitinimu. Šis procesas fotochemiškai keičia susisiejusį fluorintą polimerą ir sukuria superhidrofilinį paviršių, turintį polines funkcijas. Šis šviesos sukeltas paviršiaus chemijos pokytis nuo fluoro iki hidroksilo termino yra nuolatinis.

Ateityje Lee planuoja pritaikyti šią techniką langų, automobilių, tekstilės ir elektroninių prietaisų gamyboje, kai labai pageidautina tokių superhidrofobinių paviršių dulkių ar dalelių surinkimo galimybė.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.