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

 

Латексные сферы на подложке.
Латексные сферы на подложке.

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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.