Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Наш герой - жук Stenocara из пустыни Намиб.
Поверхность с переменной смачиваемостью: (А) супергидрофобный участок; (B) промежуточный; (С) супергидрофильный.
Капли воды собираются на искусственно созданных гидрофильных участках поверхности.

Африканский жучок не перестает вдохновлять ученых

Ключевые слова:  биомиметика, периодика, смачивание

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

15 мая 2007

Исследователи из National Institute of Standards and Technology (США) изобрели удобный способ получения поверхностей, обладающих контроллируемой смачиваемостью. Таким образом, одна и та же поверхность может содержать как супергидрофильные, так и супергидрофобные участки, включая все промежуточные.

Ученые позаимствовали идею у африканского жучка stenocara, живущего в безводной пустыне Намиб. Тот добывает себе воду, подставляя ветру свои шероховатые крылышки – выпуклости на них гидрофильны, а остальная поверхность гидрофобна. Поэтому немногочисленные молекулы воды, чудом попадающие на крылья, собираются в капельки на этих выпуклостях и оттуда попадают в рот смекалистого насекомого, стекая по специальным канавкам.

Сначала исследователи сформировали поверхностную матрицу из 11-нанометровых гранул SiO2 (органические частицы на крыльях жука примерно в тысячу раз крупнее). Это покрытие определяет исходные супергидрофобные свойства поверхности. Для изменения смачиваемости гранулы были покрыты гидрофильным веществом. Новизна состоит в том, что был использован фоточувствительный материал – чем дольше поверхность освещается ультрафиолетом, тем гидрофильнее она становится. Таким образом, легко можно создавать поверхности с заданным градиентом смачиваемости.

Эта же методика может быть использована для создания поверхностей с изменяемым сродством к другим жидкостям, например, спирту.

Первым очевидным применением этой технологии является тестирование адгезионных свойств веществ (например, красок) – вместо множества различных поверхностей ими можно покрыть одну, комбинирующую все возможные смачиваемости на достаточно малой площади. Возможно также множество других приложений – от сбора и очистки воды до конструирования микроканальных устройств.

Работа была опубликована в журнале Langmuir.

Стоит отметить, что жук stenocara не впервые вдохновляет ученых. В 2001 году необычные способности насекомого были описаны в Nature. В той же работе был указан огромный биомиметический потенциал явления и предприняты первые попытки смоделировать его в искусственных условиях при помощи 0.6-мм стеклянных шариков и воска.

Более всех жучку должны быть благодарны исследователи из группы Michael Rubner из Massachusetts Institute of Technology (США). Они разработали материал для сбора воды, иммитирующий строение крыльев этого насекомого, а также супергидрофобные материалы и незапотевающие покрытия.

Совсем недавно был представлен плазмохимический метод получения супергидрофобно-супергидрофильных комбинированных поверхностей.

Технология, разработанная в NIST и описанная выше, в настоящий момент наиболее удобна для получения поверхностей с переменной смачиваемостью. А что из всего этого получится, мы узнаем в ближайшем будущем.


В статье использованы материалы: ACS Publications, Nature, NIST, Science


Средний балл: 8.0 (голосов 8)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Кот-нанобот
Кот-нанобот

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена
Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.