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

 

Полимерные нанокомпозиты
Полимерные нанокомпозиты

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

Вокруг Нанограда
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.