Tidigare postdoktor Tak-Sing Wong visar skillnaden mellan SLIPS-belagda och obehandlade tyger. De SLIPS-belagda ärmarna på laboratoriekappan stöter bort vin, tomat juice, ägg, och mer; jackans obehandlade kropp gör det inte. Upphovsman:Eliza Grinnell, SEAS Communications
(Phys.org) - Sedan 2011, Harvard-forskargruppen som skapade Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces har visat en skara snygga applikationer för den supersnabba beläggningen känd som SLIPS, som stöter bort nästan alla ämnen som den vidrör:vatten, is, olja, saltvatten, vax, blod, och mer.
Nu, SLIPS är bärbar.
Som rapporterat 10 januari i ett specialnummer som firar 25:e året av tidningen Nanoteknik , laget har modifierat vardagliga bomulls- och polyestertyg för att uppvisa traditionellt antifouling -SLIPS -beteende.
I tidigare publikationer, forskarna vid Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering har visat SLIPS mångsidighet under extrema pH- och temperaturförhållanden, och har framgångsrikt belagda olika material som sträcker sig från kylspolar till linser, fönster, och keramik.
Detta senaste framsteg kan tillgodose behovet av en robust, fläckresistent textil för en mängd konsument- och industriella applikationer.
Mest tillgängliga för närvarande toppmodern, fläckresistenta tyger hämtar sin inspiration och design från lotusbladet. Små nanotillsatser på ytan av lotusblad motstår vatten, orsakar att vattendroppar pärlas upp på en luftdyna vid kanten av ytan. Lotusinspirerade textilier använder därför luftfyllda nanostrukturer för att stöta bort vatten. Dessa kan avvisa de flesta vattenhaltiga vätskor och smutspartiklar, men de lider av en rad brister, förklarar Cicely Shillingford, forskningsassistent vid Wyss Institute och medförfattare till Nanoteknik offentliggörande. De kräver ett stabilt fastluftskikt för att pärlprocessen ska inträffa och misslyckas därmed lätt under tryck-som i en kraftig regnskur-och tål inte fysisk skada, såsom vridning och nötning, mycket bra. De fläckar också lättare från organiska eller komplexa vätskor, som olja.
Att använda SLIPS för att skapa omnisavvisande tyger innebär att materialet behandlas med en vätskeinfunderad beläggning som förändrar tygets kemiska egenskaper. Olja, vatten, och andra ämnen pärla sedan ihop och rulla direkt av tyget. Upphovsman:Joanna Aizenberg och James C. Weaver
SLIPS, å andra sidan, är inspirerad av den köttätande kannan, som låser sig i ett vattenskikt för att skapa en slät beläggning som gör att insekter som landar på den bokstavligen vattenplanar och faller in i växten. SLIPS -beläggningen förankrar en hal smord film infunderad på en nanoporös fast yta, skapa ett material som fungerar mycket bra under tryck eller fysisk skada, och kan motstå alla slags vätskor, inklusive olja.
"Vi tog en sida ur naturens bok, och upptäcker att det har potential att hjälpa oss att utveckla lösningar på en mängd olika gamla utmaningar:is vi inte vill ha på kylbatterier, bakterier som vi inte vill ha på medicintekniska produkter, och nu fläckar vi inte vill ha på kläder, "säger Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson professor i materialvetenskap vid SEAS och professor i kemi och kemisk biologi. Aizenberg är också en ledande fakultetsmedlem vid Wyss Institute.
För att skapa ett tyg med SLIPS-funktion, laget köpte bomulls- och polyestertyg från hyllan från butiker nära deras labb i Cambridge, Massa., och utvecklat två sätt att behandla dem kemiskt. En involverade att belägga dem med små partiklar av kiseldioxid (SiM), och den andra krävde en behandling med sol-gelbaserad aluminiumoxid (SgB).
Teamet satte sedan SLIPS-tygerna genom en ringsignal av tester som utförts enligt industriella standarder, inklusive vridning, gnuggning, och färgningsförsök.
"SLIPS-tyget visade en enastående förmåga att avvisa ett brett spektrum av vätskor och motstå färgning, och den klarar fysiska påfrestningar och påfrestningar alldeles utmärkt, säger Aizenberg.
Även om inte varje SLIPS-tyg var så andningsbart (ännu) som forskarna hoppades, de överträffade nuvarande fläckresistenta tyger på nästan alla andra mått. Som sådan, de mest troliga omedelbara applikationerna kan vara tyger som behövs i potentiellt extrema miljöer där andningsförmågan inte är av största vikt, men exponering för utmanande förorenande vätskor och biologiska faror är involverad, som taktiska kostymer för militären, labbrockar, medicinska kläder, specialkläder för konstruktion och tillverkning, och kanske till och med tält och idrottsarenor.
"Vi är mycket glada över robustheten hos SLIPS -teknikplattformen, "Säger Aizenberg.
Under 2012, Aizenbergs team vann ett R&D 100 -pris för tekniken från R&D Magazine. Priset, ges årligen, hedrar årets 100 viktigaste produkter, de så kallade spelväxlarna inom teknikscenen.
