Bahan superhidrofobik. Berita Perpustakaan Teknikal Percuma

BERITA SAINS DAN TEKNOLOGI, KEBAIKAN DALAM ELEKTRONIK
Perpustakaan teknikal percuma / suapan berita

Bahan super hidrofobik

30.01.2015

Teratai dianggap sebagai simbol kesucian: tumbuh di dalam air paya yang kotor, bunga yang sangat cantik dan paling murni dilahirkan. Nampaknya apa yang boleh menjadi biasa antara simbol kesucian dan fizik? Ternyata ada perkara biasa, dan ini dipanggil istilah saintifik - sifat hidrofobik permukaan. Sekiranya permukaannya hidrofilik, maka air boleh dengan mudah merebak di atasnya dan membentuk filem seragam (contoh permukaan sedemikian ialah kaca). Tetapi jika anda menumpahkan beberapa titik air pada kuali Teflon, ia tidak akan melekat pada permukaan, dan jika anda mencondongkannya pada sudut tertentu, titisan akan mula bergulung - ini adalah contoh permukaan hidrofobik.

Daun teratai adalah permukaan superhidrofobik semulajadi, ia tidak basah di dalam air, tetapi titisan menggulungnya, mengambil habuk dan zarah kotoran bersamanya, membersihkan tumbuhan. Daun teratai adalah permukaan superhidrofobik semulajadi, ia tidak basah di dalam air, tetapi titisan menggulungnya, mengambil habuk dan zarah kotoran bersamanya, membersihkan tumbuhan.

Dan terdapat juga sifat seperti superhydrophobicity. Pada permukaan sedemikian, titisan air tidak dapat diperbaiki sama sekali, dan mula melancarkannya pada sudut kecenderungan yang sangat kecil. Sebagai contoh, titisan embun pada rumput mempunyai bentuk sfera, permukaannya seolah-olah menangkis air, menghalangnya daripada basah. Daun teratai adalah contoh yang paling indah dari permukaan superhidrofobik alam semula jadi. Rahsianya terletak pada struktur mikro daun, mereka bukan sahaja menangkis air, tetapi juga menyumbang kepada pembersihan diri tumbuhan. Titisan air, bergolek turun dari permukaan daun, membawa zarah habuk dan kotoran, meninggalkan bunga itu bersih dengan sempurna. Ngomong-ngomong, sayap rama-rama dan serangga lain mempunyai harta yang sama, jika tidak, mereka tidak akan dapat terbang di bawah berat habuk yang melekat.

Manusia telah belajar membuat permukaan hidrofobik tiruan yang sama sekali tidak dibasahi oleh air. Tetapi dua ahli fizik dari Universiti Rochester, Anatoly Vorobyov dan Chan-Li Guo, pergi lebih jauh dan dapat mencipta bahan dari mana titisan air melantun seperti bola tenis dari dinding. Adalah lebih tepat untuk mengatakan bahawa mereka datang dengan kaedah yang mana sifat unik itu boleh diberikan kepada bahan yang berbeza. Bagaimana mereka melakukannya?

Untuk merawat permukaan, para penyelidik memerlukan laser nilam berkuasa yang menghasilkan denyutan femtosaat pendek. Selepas memfokuskan pancaran laser pada permukaan logam, alur selari kira-kira 100 µm lebar dan 75 µm dalam digunakan pada permukaannya. Saiz ini setanding dengan ketebalan rambut manusia. Pada permukaan berusuk yang terhasil, agak mengingatkan katil dengan kentang berbukit, malah struktur nano yang lebih kecil terbentuk, yang menjadikan alur dan alur "kasar". Penguji mengambil masa kira-kira sejam untuk memproses plat logam berukuran 2,5 x 2,5 cm dengan laser.

Hasilnya adalah bahan yang menakjubkan. Untuk eksperimen mereka, ahli fizik mengambil tiga plat logam yang diperbuat daripada platinum, titanium dan loyang. Selepas pemprosesan, permukaan logam berkilat menjadi hitam sepenuhnya - ia berhenti memantulkan cahaya. Tetapi penemuan yang paling mengagumkan dibuat apabila air dijatuhkan ke atas plat yang diubah suai laser - titisan yang jatuh itu melantun daripadanya. Permukaan itu ternyata sangat kalis air sehingga setitik yang jatuh ke atasnya dapat menjimatkan sehingga satu pertiga daripada tenaga kinetiknya dan melantun semula. Sememangnya, plat logam itu sendiri kekal benar-benar kering. Untuk menguji sifat pembersihan diri bahan yang dicipta, para penyelidik menggunakan lapisan habuk yang diambil dari pembersih vakum konvensional ke atasnya. Selepas itu, air biasa mula menitis ke permukaan - setiap titisan "melekatkan" serpihan habuk ke dirinya sendiri, membawanya bersamanya. Dan bahan itu sendiri kekal dalam kesucian asalnya, tidak lebih buruk daripada bunga teratai yang indah.

Titisan melompat di atas kapal terbang, sudah tentu, cantik dan menarik, tetapi bagaimana bahan tersebut boleh berguna? Bunga teratai ternyata bukan sahaja simbol kesucian, tetapi juga membantu ahli sains memikirkan bagaimana untuk menjadikan dunia kita lebih baik. Pertama sekali, permukaan pembersihan diri akan membantu menjimatkan air. Ini sangat penting di mana setiap liter air dikira. Di samping itu, bahan sedemikian mungkin mempunyai sifat anti-aising - pembentukan ais pada kawalan pesawat penuh dengan akibat yang sangat menyedihkan. Permukaan superhidrofobik akan lebih tahan terhadap acuan dan mikroorganisma lain. Sifat permukaan logam menjadi hitam sepenuhnya boleh berguna untuk penyerapan tenaga suria yang cekap.

<< Belakang: Tomograph akan menguraikan skrol purba 31.01.2015

>> Ke hadapan: Penderia medan magnet digital dari Texas Instruments 30.01.2015

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kewujudan peraturan entropi untuk jalinan kuantum telah terbukti 09.05.2024

Mekanik kuantum terus memukau kita dengan fenomena misteri dan penemuan yang tidak dijangka. Baru-baru ini, Bartosz Regula dari Pusat RIKEN untuk Pengkomputeran Kuantum dan Ludovico Lamy dari Universiti Amsterdam membentangkan penemuan baharu yang melibatkan keterikatan kuantum dan kaitannya dengan entropi. Keterikatan kuantum memainkan peranan penting dalam sains dan teknologi maklumat kuantum moden. Walau bagaimanapun, kerumitan strukturnya menjadikan pemahaman dan pengurusannya mencabar. Penemuan Regulus dan Lamy menunjukkan bahawa keterikatan kuantum mengikut peraturan entropi yang serupa dengan peraturan untuk sistem klasik. Penemuan ini membuka perspektif baharu dalam bidang sains dan teknologi maklumat kuantum, memperdalam pemahaman kita tentang jalinan kuantum dan kaitannya dengan termodinamik. Hasil kajian menunjukkan kemungkinan keterbalikan transformasi belitan, yang boleh memudahkan penggunaannya dalam pelbagai teknologi kuantum. Membuka peraturan baharu ...>>

Penghawa dingin mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Musim panas adalah masa untuk berehat dan mengembara, tetapi selalunya panas boleh mengubah masa ini menjadi siksaan yang tidak tertanggung. Temui produk baharu daripada Sony - penghawa dingin mini Reon Pocket 5, yang menjanjikan untuk menjadikan musim panas lebih selesa untuk penggunanya. Sony telah memperkenalkan peranti unik - perapi mini Reon Pocket 5, yang menyediakan penyejukan badan pada hari panas. Dengan itu, pengguna boleh menikmati kesejukan pada bila-bila masa, di mana sahaja dengan hanya memakainya di leher mereka. Penghawa dingin mini ini dilengkapi dengan pelarasan automatik mod operasi, serta penderia suhu dan kelembapan. Terima kasih kepada teknologi inovatif, Reon Pocket 5 melaraskan operasinya bergantung pada aktiviti pengguna dan keadaan persekitaran. Pengguna boleh melaraskan suhu dengan mudah menggunakan aplikasi mudah alih khusus yang disambungkan melalui Bluetooth. Selain itu, baju-T dan seluar pendek yang direka khas tersedia untuk kemudahan, yang boleh dipasangkan perapi mini. Peranti boleh oh ...>>

Tenaga dari angkasa untuk Starship 08.05.2024

Menghasilkan tenaga suria di angkasa semakin boleh dilaksanakan dengan kemunculan teknologi baharu dan pembangunan program angkasa lepas. Ketua syarikat permulaan Virtus Solis berkongsi visinya menggunakan SpaceX's Starship untuk mencipta loji kuasa orbit yang mampu menggerakkan Bumi. Startup Virtus Solis telah melancarkan projek bercita-cita tinggi untuk mencipta loji kuasa orbit menggunakan Starship SpaceX. Idea ini boleh mengubah dengan ketara bidang pengeluaran tenaga suria, menjadikannya lebih mudah diakses dan lebih murah. Teras rancangan permulaan adalah untuk mengurangkan kos pelancaran satelit ke angkasa menggunakan Starship. Kejayaan teknologi ini dijangka menjadikan pengeluaran tenaga suria di angkasa lebih berdaya saing dengan sumber tenaga tradisional. Virtual Solis merancang untuk membina panel fotovoltaik yang besar di orbit, menggunakan Starship untuk menghantar peralatan yang diperlukan. Walau bagaimanapun, salah satu cabaran utama ...>>

Kaedah baharu untuk mencipta bateri berkuasa 08.05.2024

Dengan perkembangan teknologi dan penggunaan elektronik yang semakin meluas, isu mewujudkan sumber tenaga yang cekap dan selamat menjadi semakin mendesak. Penyelidik di Universiti Queensland telah melancarkan pendekatan baharu untuk mencipta bateri berasaskan zink berkuasa tinggi yang boleh mengubah landskap industri tenaga. Salah satu masalah utama dengan bateri boleh dicas semula berasaskan air tradisional ialah voltan rendahnya, yang mengehadkan penggunaannya dalam peranti moden. Tetapi terima kasih kepada kaedah baru yang dibangunkan oleh saintis, kelemahan ini telah berjaya diatasi. Sebagai sebahagian daripada penyelidikan mereka, saintis beralih kepada sebatian organik khas - katekol. Ia ternyata menjadi komponen penting yang boleh meningkatkan kestabilan bateri dan meningkatkan kecekapannya. Pendekatan ini telah membawa kepada peningkatan ketara dalam voltan bateri zink-ion, menjadikannya lebih berdaya saing. Menurut saintis, bateri sedemikian mempunyai beberapa kelebihan. Mereka mempunyai b ...>>

Kandungan alkohol bir hangat 07.05.2024

Bir, sebagai salah satu minuman beralkohol yang paling biasa, mempunyai rasa uniknya sendiri, yang boleh berubah bergantung pada suhu penggunaan. Satu kajian baru oleh pasukan saintis antarabangsa telah mendapati bahawa suhu bir mempunyai kesan yang ketara terhadap persepsi rasa alkohol. Kajian yang diketuai oleh saintis bahan Lei Jiang, mendapati bahawa pada suhu yang berbeza, molekul etanol dan air membentuk pelbagai jenis kelompok, yang mempengaruhi persepsi rasa alkohol. Pada suhu rendah, lebih banyak gugusan seperti piramid terbentuk, yang mengurangkan kepedasan rasa "etanol" dan menjadikan rasa minuman kurang alkohol. Sebaliknya, apabila suhu meningkat, gugusan menjadi lebih seperti rantai, menghasilkan rasa alkohol yang lebih ketara. Ini menjelaskan mengapa rasa beberapa minuman beralkohol, seperti baijiu, boleh berubah bergantung pada suhu. Data yang diperoleh membuka prospek baharu bagi pengeluar minuman, ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Persamaan antara tyrannosaurus rex dan ayam 03.11.2007

Sisa-sisa kolagen yang ditemui dalam tulang tyrannosaurus rex yang ditemui tahun lalu dianalisis di Universiti North Carolina (AS).

Kolagen ialah protein tisu penghubung yang sangat kuat dan stabil yang menyatukan unsur mineral mana-mana tulang. Apabila membandingkan komposisi asid amino kolagen berusia 68 juta tahun dengan protein haiwan moden yang sama, ternyata menurut penunjuk ini, kebetulan terbesar wujud dengan kolagen ayam - hampir 60%.

Penemuan itu mengesahkan teori hubungan evolusi dinosaur dan burung.

Lihat penuh Arkib berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web