a, Schematisk avsättning av PPX nanofilm av OAP. b, Elektronmikroskop-tvärsnitt av PPX-nanofilm (inlägg visar toppvy och högupplösta tvärsnittsmikrobilder).c, Bild på den anisotropa självhäftande vätytan med vattendroppar. d, Vattenvidhäftning och frigöring i tre konfigurationer av nanofilmen. Schema illustrerar nanorodlutningen vid varje lutningsvinkel och motsvarar fotografier som visar nanofilmens anisotropa vätningsbeteende. (Kredit:Nature Materials)
I naturen, vattenstridare kan gå på vatten, fjärilar kan kasta vatten från sina vingar, och växter kan fånga insekter och pollen. Forskare vid Naval Research Laboratory är en del av ett forskarlag som arbetar med att konstruera ytor som imiterar några av dessa vattenavstötande egenskaper som finns i naturen.
Denna teknik ger möjlighet till betydande framsteg för att producera nya generationer av beläggningar som kommer att vara av stort värde för militär, medicinsk, och energitillämpningar. Forskningen publiceras i decembernumret 2010 av Naturmaterial .
Dr Walter Dressick från NRL, arbetar med professor Melik Demirel från Penn State och Dr Matthew Hancock från MIT, har samarbetat för att skapa en konstruerad vattenavvisande tunn film. Det som skiljer denna utveckling från tidigare teknologier är att denna senaste film har förmågan att styra vätsketransportens riktning.
I detta system, parylen nanorods avsätts på ytan genom en enkel, enkel ångavsättningsmetod. Det enda steget tar vanligtvis mindre än 60 minuter, jämfört med de mer komplexa, flerstegs litografiprocesser som ofta används i tidigare system. Detta är första gången denna typ av yta har konstruerats i nanoskala.
I den nyskapade ytan, nanoroderna som bildar filmen är släta i mikronskala. Denna storlek och jämnhet i stolparna gör att när droppar placeras på ytan, de rör sig utan att förvrängas på något sätt. Också, de kan flyttas utan pumpar eller optiska vågor. Tidigare system gjorde att vattendropparna förvrängdes, som kan spricka, spill, eller förstöra lasten i droppen när den används i medicinska eller mikrosammansättningsapplikationer. När de fortsätter forskningen, teamet kommer att fokusera på att optimera dropptransportmekanismen och ställa in beredningsmetoden.
Med blicken mot framtiden, forskarna hoppas att den här filmen skulle kunna användas som en beläggning på fartygsskrovet där den skulle minska motståndet och sakta ner påväxten. I industriapplikationer, filmen kan ha användningsområden i riktade sprutor och vätskedioder, pumpfria digitala fluidiska enheter, ökad effektivitet av termisk kylning för mikrochips, och däckbeläggningar.
