Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема получения материала. 1) Формирование кремниевой нанотравы путем ионного травления; 2) Нанесение фторполимера; 3) Создание маски при помощи фоторезиста; 4) итоговая поверхность.
Нанотравка.
Эволюция капли в форме бублика при увеличении ее объема. В результате получается капля с пузырьком.
a) Бублик из подкрашенной воды; b) В центр бублика помещена капля циклогексана; c) Добавление воды привело к схлопыванию бублика. Лишний циклогексан вытек наружу и начал испаряться; d) Получился замечательный контейнер для летучей жидкости.
Расщепление капли на концентрическом (a-c) и клиновидном (d-e) барьерах.
Капли треугольной формы.

Капли на траве

Ключевые слова:  микроструйная техника, смачивание, супергидрофобность, умные материалы

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

05 сентября 2008

Явление смачивания во многом определяется химической природой и топографией поверхности. Управляя этими двумя параметрами, ученые могут создавать материалы, по-разному взаимодействующие с жидкостями. По отношению к воде поверхности делятся на гидрофильные (смачиваемые) и гидрофобные (несмачиваемые). Количественно свойства поверхностей можно охарактеризовать краевым углом смачивания, который может изменяться в очень широких пределах. Например, если он стремится к 0°, то материал называется супергидрофильным и вода растекается по нему, а если этот угол больше 170°, то материал супергидрофобен.

Исследователи из Финляндии получили материал на основе кремниевой «нанотравы», поверхность которого имеет области с сильным контрастом смачивания. Также они описали ряд интересных явлений, происходящих на такой поверхности.

«Нанотрава» формируется в процессе глубокого ионного травления кремниевых пластин (рис. 1, 2). Она покрывается слоем фторполимера. Далее при помощи обычной фотолитографии часть поверхности освобождается от полимера, а открывшийся кремний окисляется. «Нанотрава» из оксида кремния проявляет супергидрофильные свойства, а покрытие из фторполимера придает ей супергидрофобность. Таким образом, простые традиционные методы позволяют получить на поверхности сложные рисунки из областей с различной смачиваемостью, причем с очень высоким разрешением.

Чем же замечательна такая поверхность? Во-первых, она позволяет контролировать форму капель воды, которая стремится расположиться на гидрофильной области. Например, можно сделать каплю в виде кольца (рис. 3). Если увеличить объем капли путем прикапывания жидкости, то она уже не сможет целиком уместиться на гидрофильной области и станет нависать над гидрофобной областью в центре, пока, наконец, не сформируется капля в виде линзы с пузырьком воздуха внутри. Расчеты показывают, что такая конфигурация энергетически невыгодна, однако из-за сильных различий в смачивании областей схлопывание происходит слишком быстро и воздух не успевает выйти наружу. Вместо воздуха внутрь можно поместить неполярную жидкость (рис. 4).

Другим интересным и многообещающим явлением является расщепление капель. Когда размер капли растет, она начинает вытесняться за пределы гидрофильной области под действием силы тяжести. Если гидрофобная область мала, то при достижении следующей гидрофильной области часть жидкости из капли перетекает в нее. Процесс всецело определяется геометрией гидрофильных областей и барьера (рис. 5). Авторы работы проиллюстрировали всё вышесказанное замечательными видеороликами.

Подобные расщепление и перемещение капель могут оказаться чрезвычайно полезными в области капельной микрофлюидики, а капли сложных форм будут востребованы для получения различных функциональных материалов.

Работа «Complex Droplets on Chemically Modified Silicon Nanograss» опубликована в журнале Advanced Materials.


Источник: Wiley InterScience



Комментарии
Владимир Владимирович, 05 сентября 2008 15:37 
Исключительное название!
Очень хорошая работа со своей изюминкой, но все-таки немного вторична давним квадратным каплям Уайтсайдса (ведь супергидрофобность ворсистого кремния тоже не открытие).

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

 

Пюпитр
Пюпитр

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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!



 
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.