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

 

Флуоресценция наночастиц оксида церия
Флуоресценция наночастиц оксида церия

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

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.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

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.