Anonim

Permukaan penolak air yang terinspirasi oleh spion dapat mengarah ke jendela yang membersihkan diri

Ilmu

Darren Quick

26 Februari 2010

Permukaan ultra-water-repellent baru meniru rambut yang ditemukan pada tubuh laba-laba

Dalam beberapa tahun terakhir, daun teratai telah menjadi permukaan bagi para ilmuwan yang ingin mengembangkan permukaan penolak air berteknologi tinggi. Sekarang para peneliti teknik telah menciptakan apa yang mereka katakan sebagai “antarmuka hidrofobik yang hampir sempurna” dengan meminjam dari keajaiban alam lainnya - laba-laba. Dengan mereproduksi, pada potongan-potongan kecil plastik, bentuk dan pola dari bulu-bulu yang tumbuh di tubuh laba-laba para peneliti telah menciptakan apa yang mungkin di antara, jika bukan, sebagian besar permukaan air-fobia.

Aplikasi potensial untuk permukaan penolak ultra-air yang dikembangkan di University of Florida (UF) banyak. Ketika air menghambur keluar dari permukaan, ia mengambil dan membawa kotoran dengan itu, pada dasarnya membuat permukaannya membersihkan diri. Dengan demikian, sangat ideal untuk beberapa kemasan makanan, atau jendela, atau sel surya yang harus tetap bersih untuk mengumpulkan sinar matahari. Juga memungkinkan bagi perancang kapal untuk melapisi lambung kapal dengan kapal yang lebih cepat dan lebih efisien.

Wolfgang Sigmund, seorang profesor ilmu dan teknik material di UF, mulai mengerjakan proyek itu sekitar lima tahun lalu setelah mempelajari karya seorang kolega. Dia bereksperimen dengan serat mikroskopis ketika dia berbalik ke laba-laba, dicatat oleh para ahli biologi selama setidaknya satu abad untuk rambutnya yang menolak air. Laba-laba menggunakan rambut ini untuk tetap kering atau menghindari tenggelam, dengan laba-laba air menangkap gelembung udara dan menahannya di bawah air untuk bernafas.

Sigmund mengatakan awalnya dia membuat semua seratnya memiliki ukuran dan jarak yang sama. Tapi dia belajar bahwa rambut laba-laba panjang dan pendek dan melengkung dan lurus, membentuk permukaan yang seragam. Dia memutuskan untuk mencoba meniru permukaan acak, kacau ini menggunakan rambut plastik yang bervariasi dalam ukuran tetapi rata-rata sekitar 600 mikron, atau sepersejuta meter. Hasilnya adalah permukaan penolak ultra-air.

"Kebanyakan orang yang mempublikasikan di bidang ini selalu pergi untuk struktur yang sempurna ini, dan kami adalah yang pertama menunjukkan bahwa yang buruk adalah yang lebih baik, " kata Sigmund. “Tentu ini temuan di lab. Ini bukan sesuatu yang Anda harapkan dari teori. ”

Foto jarak dekat tetesan air pada kotak plastik berukuran sepeser pun menunjukkan bahwa tetesan mempertahankan bentuk bola mereka, apakah berdiri diam atau bergerak. Tetesan membengkak di sebagian besar permukaan lain, menyeret semacam ekor saat mereka bergerak. Sigmund mengatakan bahwa permukaannya adalah yang pertama untuk mengirim ulang tetesan tanpa ekor.

Juga, tidak seperti banyak permukaan yang menahan air, yang satu ini sepenuhnya bergantung pada bentuk mikroskopis dan pola material - bukan komposisinya.

Dengan kata lain, fisika, bukan kimia, itulah yang membuatnya anti air. Secara teoritis, itu berarti teknik ini dapat mengubah bahkan bahan yang paling banyak menyerap air - katakanlah, spons - ke dalam air yang meneteskan air. Ini juga berarti bahwa permukaan Sigmund tidak perlu mengelupas bahan kimia berbahaya. Asalkan material permukaan itu sendiri dibuat aman, sehingga pengusir air tidak menimbulkan risiko baru.

Permukaan bekerja sama baik dengan air panas atau dingin dan Sigmund mengatakan variasi permukaan juga menolak minyak, yang pertama untuk industri.

Membuat permukaan air atau penolak minyak melibatkan penerapan membran berlubang ke polimer, memanaskan keduanya, dan kemudian mengelupas membran. Terbuat lekat oleh panas, polimer keluar dari lubang-lubang dalam serat tipis yang dipilih secara acak.

Meskipun murah, sulit untuk menghasilkan permukaan yang sukses dengan keandalan yang tinggi, dan teknik yang berbeda perlu dikembangkan untuk membuat permukaan dalam jumlah dan ukuran yang tersedia secara komersial, kata Sigmund. Selain itu, katanya, diperlukan lebih banyak penelitian untuk membuat permukaannya kuat dan tahan terhadap kerusakan.

Sebuah makalah tentang permukaan muncul dalam edisi bulan ini dari jurnal Langmuir .

Permukaan ultra-water-repellent baru meniru rambut yang ditemukan pada tubuh laba-laba

Direkomendasikan Pilihan Editor