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

 

Магнитные ежики
Магнитные ежики

Приглашение на вебинар «Комбинация АСМ и оптических методик: новые достижения и приложения»
НТ-МДТ Спектрум Инструментс приглашает Вас принять участие в бесплатном вебинаре «Комбинация АСМ и оптических методик: новые достижения и приложения»

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 1)
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/volume10/10-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии,
Уважаемые коллеги! Приглашаем вас принять участие в работе XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, который состоится с 9 по 13 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге и станет одним из основных мероприятий Международного года Периодической таблицы химических элементов, провозглашённого ООН в декабре 2017 г.
Проводится под эгидой Международного союза по теоретической и прикладной химии (IUPAC).

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

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.