Anonim

Lapisan super nano "superomniphobik" menahan hampir semua cairan

Ilmu

Darren Quick

17 Januari 2013

3 gambar

Kebanyakan cairan secara harfiah memantul dari permukaan yang diperlakukan dengan lapisan "superomniphobik" yang dikembangkan di Universitas Michigan

Sebuah tim peneliti teknik di University of Michigan telah mengembangkan lapisan nano yang menyebabkan hampir semua cairan memantul dari permukaan yang dirawat dengannya. Menciptakan struktur permukaan yang paling sedikit 95 persen udara, lapisan "superomniphobik" baru diklaim mampu mengusir berbagai jenis cairan material di kelasnya, membuka kemungkinan pakaian tahan noda super, tahan-puntir cat untuk lambung kapal, pakaian bernapas yang memberikan perlindungan dari bahan kimia berbahaya, dan layar sentuh yang tahan noda sidik jari.

Terbuat dari campuran partikel plastik karet dari "polydimethylsiloxane" (PDMS) dan kubus nano skala cair yang mengandung karbon, fluor, silikon dan oksigen, pelapisan diterapkan pada permukaan menggunakan teknik yang dikenal sebagai electrospinning, yang menggunakan muatan listrik untuk buat partikel padat halus dari larutan cair. Partikel padat yang memeluk struktur pori permukaan itu diterapkan dan menciptakan web yang lebih halus di dalam pori-pori tersebut.

Mirip dengan cara tetesan air yang ditangguhkan oleh kantong udara yang dibuat antara rambut-rambut kecil di permukaan daun lotus, lapisan menciptakan struktur yang 95 hingga 99 persen kantong udara. Ini berarti bahwa cairan yang bersentuhan dengan lapisan hampir menyentuh permukaan padat, sehingga mengurangi gaya Van der Waals intermolecular yang biasanya menarik dua keadaan materi bersama-sama.

"Biasanya, ketika dua bahan mendekati, mereka mengimbangi muatan positif atau negatif kecil satu sama lain, dan segera setelah cairan bersentuhan dengan permukaan padat itu akan mulai menyebar, " kata Anish Tuteja, asisten profesor ilmu material dan teknik, teknik kimia dan ilmu dan teknik makromolekul. "Kami telah secara drastis mengurangi interaksi antara permukaan dan droplet."

Dengan permukaan yang sangat kecil untuk berinteraksi, tetesan hanya berinteraksi dengan molekul-molekul itu sendiri. Ini berarti mereka tetap utuh, mempertahankan bentuk bulat dan secara harfiah terpental dari permukaan yang dirawat.

Sejauh ini, Tuteja dan rekan-rekannya telah mengaplikasikan lapisan ke ubin kecil pada layar dan perangko ukuran prangko. Setelah menguji lebih dari 100 cairan, para peneliti hanya menemukan dua yang mampu menembus lapisan - baik chlorofluorocarbons (CFC) yang digunakan sebagai pendingin di AC dan lemari es.

Sudah terbukti efektif pada kopi, kecap, minyak sayur, bensin, dan berbagai alkohol, lapisan ini juga dapat mengusir asam yang bisa membakar kulit, seperti asam klorida dan asam sulfat. Tuteja mengatakan pelapisan ini juga yang pertama kali ditunjukkan untuk mengusir tegangan permukaan rendah cairan non-Newtonian. Ini adalah cairan, seperti shampoo, custard, darah, cat, lempung dan tinta printer, yang mengubah kekentalannya tergantung pada jumlah gaya yang diterapkan padanya.

Kertas tim diterbitkan dalam Journal of American Chemical Society .

Tuteja mendemonstrasikan lapisan nano dalam video di bawah ini.

Sumber: Universitas Michigan

Kebanyakan cairan secara harfiah memantul dari permukaan yang diperlakukan dengan lapisan "superomniphobik" yang dikembangkan di Universitas Michigan

Ubin yang tidak dilapisi dibasahi oleh cairan, tetapi potongan yang dirawat tetap kering (Foto: Joseph Xu)

Kopi mengeluarkan sepotong kain yang diperlakukan dengan lapisan nano baru (Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing)

Direkomendasikan Pilihan Editor