Kolnanorör (CNT) är värdefulla för en mängd olika tillämpningar. Tillverkad av grafenark rullade till rör 10, 000 gånger mindre än ett människohår, CNT har ett exceptionellt förhållande mellan styrka och massa och utmärkta termiska och elektriska egenskaper. Dessa funktioner gör dem idealiska för en rad applikationer, inklusive superkondensatorer, sammankopplingar, lim, partikelfångning och strukturell färg.

Ny forskning avslöjar ännu mer potential för CNT:er:som beläggning, de kan både stöta bort och hålla vatten på plats, en användbar egenskap för applikationer som utskrift, spektroskopi, vattentransport, eller skördeytor. När vatten tappas på en CNT-skog, CNT:erna stöter bort vattnet, och det bildar en sfär. Dock, när den vänds, droppen faller inte till marken utan klamrar sig snarare fast vid ytan.

"I motsats till superhydrofoba ytor där droppar lätt rullar av när de lutar, CNTs skogar är parahydrofoba, där droppen både stöts bort och attraheras till CNT-ytan, " förklarar Ziyu Zhou, huvudförfattare till uppsatsen och doktorand i LAMP Lab. "Det är ett hat-kärleksförhållande."

Nyckeln till detta vätningsbeteende är användningen av CNT-skogar som är täta, vertikalt packad på ytan och den inneboende hydrofila CNT-ytan. Skogarna är cirka 100 mikron höga och så täta att det finns över 100 miljarder (10 ¹¹ ) CNTs i 1 cm ² område. En viss mängd vatten sjunker under kolnanorören och klamrar sig fast vid det hydrofila materialet, medan resten stöts bort i en sfär.

Denna forskning representerar den första observationen av parahydrofobicitet i CNT-skogar, där droppen kan rulla längs ytan men inte faller av när den vänds upp och ner. Andra ytor i naturen som persikafuzz eller rosenblad uppvisar också detta vätningsbeteende, som kan användas för vätsketransport, tygbeläggningsdesign, membranselektivitet och till och med väggklättringsrobotik.

Detta vätningsbeteende kan också användas som ett sätt att konstruera CNT till olika arrangemang.

"Tidigare forskning visade att CNT-skogar är instabila under applicering av vatten, men vi visar att vattendroppar är, faktiskt, stabil på dessa täta CNT-skogar, " förklarar Paul Leu, Ph.D., docent i industriteknik vid University of Pittsburghs Swanson School of Engineering och författare på tidningen. "Detta vätningsbeteende kan användas för att montera CNT till täta vertikala arrayer, ytränder, och andra unika former som kan användas för superkondensatorer, sammankopplingar, och andra applikationer."