Denna bild visar skapandet av en superhydrofob yta på en metallyta av en ultrasnabb laser, som överförs till PMDS via överföringsgjutning och monteras till en mikrofluidisk anordning. Kredit:Purdue University
En ny tillverkningsprocess utvecklad av Purdue University-forskare kan förbättra vattenavstötningen för vissa vanliga produkter, allt från medicinsk utrustning och sensorer till fordonsmotorer och vindrutor.
Purdue-teamet, ledd av Yung Shin, Donald A. och Nancy G. Roach professor i avancerad tillverkning vid Purdue School of Mechanical Engineering, utvecklat en ny metod för att skapa superhydrofoba mikrokanaler på polymerer. Denna teknik ger en snabb och billig tillverkningsteknik för att skapa mikrofluidiska enheter med kanaler med kontrollerbara flödeshastigheter, utan användning av kemiska behandlingar eller komplexa flödeskontrollanordningar.
"Det här är i grunden små kanaler som är gjorda på ett sådant sätt att vatten inte kan fastna på ytan eller ge lite motstånd i flödet, Shin sa. "Du kan sedan skicka vatten eller andra vätskor genom och skapa mindre kylkanaler och mikrofluidiska enheter."
Shins team använder en tvåstegsprocess för att skapa de superhydrofoba ytorna. Först, de skapar mönster eller funktioner på en metallyta med en ultrasnabb laser. Sedan, i en process som kallas transferformning, forskarna skapar samma mönster på polymeren.
"Vår process är unik eftersom den möjliggör skapandet av dessa ytmönster eller egenskaper på insidan av polymeren och inte bara på utsidan, "Shin sa. "Vi använder i huvudsak dessa funktioner för att kontrollera flödeshastigheter utan behov av dyra kemiska behandlingar och beläggningar som kan tvättas bort eller slitas av."
Den här bilden visar en vattendroppe på en skapad superhydrofob yta, visar en mycket hög kontaktvinkel. Forskare vid Purdue University utvecklade en ny tillverkningsprocess för att förbättra vattenavstötningen för vissa vanliga produkter. Kredit:Purdue University
Shin sa att tekniken har många potentiella tillämpningar, inklusive medicinsk utrustning och sensorer som använder cirkulerande vätska för att upptäcka abnormiteter eller ohälsosamma tillstånd hos en patient. Den kan också användas för mikrokylsystem för elektronik, mikrofluidiska enheter, MEMS, självrengörande ytor, och mikrohydrauliksystem i flygplan och bilar. Tekniken kan hjälpa till att skapa vindrutor som bättre kan stöta bort vatten och kräver mindre avtorkning.
Tekniken kan också användas, enligt Shin, i värmeväxlare genom att ta bort kondenserade vattendroppar, förbättra värmeöverföringseffektiviteten. En annan möjlig tillämpning är för elektroniska enheter.
"Vår teknik kan hjälpa till med den fortsatta miniatyriseringen av elektroniska enheter som telefoner och datorer, "Shin sa. "Vår metod att skapa dessa superhydrofoba mikrokanaler tillåter mindre enheter som presterar med samma effektivitet som mycket större."
