"Omnifobinė" medžiaga toliau kaitina mokslininkų fantaziją (3)
JAV chemikams sukūrus medžiagą, kuri sugeba atstumti beveik visus skysčius, mokslo pasaulyje verda diskusijos apie jos praktines galimybes. Nors netrūksta nei kritikų, nei entuziastų, tačiau praktiškai visi sutinka, jog naujoji medžiaga pagal "atstumimo" savybes yra geresnis už bet kokius natūralius junginius.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Priminsime, jog mes jau esame gana detaliai aprašę pirmuosius eksperimentus su fluoroPOSS medžiaga - savotišku „superteflonu“. Tame straipsnyje mes esame pateikę ir nuorodas į video medžiagą su eksperimentų rezultatais. Dabar Robert Cohen vadovaujama mokslininkų grupė Masačūsetso technologijų institute netgi sukūrė naują žodį, kuriuo būtų galima nusakyti jų išradimą – „omnifobiškas“, kas reiškia, kad jis „nemėgsta nieko“.
Medžiaga atstumia vandenį ir aliejinius skysčius, kurie sudaro apvalius lašelius ant medžiagos paviršiaus, sudaryto iš 300 nanometrų aukščio sferinių paviršių su plačiomis silicio dioksido kepurėlėmis ir siaurais silicio stiebeliais.
Visiems skysčiams būdingas paviršiaus įtempimas, kuris veria tą skystį įgyti idealios sferos formos lašą – tokį, koks gali būti matomas kosminio nesvarumo sąlygomis. Bet ta paviršiaus įtempimo jėga įvairiems skysčiams yra skirtinga.
Vandens paviršiaus įtempimo jėga yra labai didelė – 72 miliniutonai metrui (mN/m) kambario temperatūroje, o tai reiškia, kad ant kokio nors paviršiaus užlašėjęs vanduo nesunkiai sudaro beveik sferinius lašelius.
Tokie riebūs skysčiai, kaip pentanas, pasižymi nedideliu paviršiaus įtempimu – 15 mN/m, todėl jie lengviau pasiduoda gravitacijos jėgai ir ant paviršiaus sudaro ne sferinius lašelius, o išskydusias balutes.
Omnifobiškų sferų forma yra tokia, kad įmanoma išlaikyti net ir silpno paviršiaus įtempimo skysčio lašo formą, todėl net pentanas sudaro sferą ir neišskysta.
Šie sferiniai paviršiai padengiami jau minėta fluoroPOSS medžiaga - toks derinys sustiprina hidrofobiškumo savybę.
„Pentanas tikriausiai yra mažiausios energijos skystis, kokį tik galima rasti esant vienos atmosferos slėgiui, o mes sugebėjome padaryti taip, kad jo lašai ritinėtųsi mūsų paviršiumi“, - sakė R.Cohenas.
Paviršius yra toks tvirtas, kad netgi heksadekano (paviršiaus įtempimas 27,5 mN/m) lašeliai, užkritę antašio paviršiaus, tiesiog atšoka ir įgyja sferos formą.
Lilio mechanikos laboratorijos (Prancūzija) mokslininkui Philippe‘ui Brunetui naujoji medžiaga pasirodė įspūdinga. „Kiek man žinoma, iki šio mokslinio darbo nebuvo stebėta tokių universalių atstumiančių savybių. Labai įtikina tai, kad paviršiaus tvirtumas patikrintas eksperimentu su krentančiais lašais“, - sakė P.Brunetas.
Bet Paryžiaus Aukštesniosios pramoninės fizikos ir chemijos mokyklos mokslininkui Davidui Quéré kilo klausimas, kaip lengva bus tokią medžiagą pritaikyti praktiškai.
Pasak jo, daugelis cemento ir stiklo gamybos įmonių domėjosi panašiais paviršiais siekiant pagerinti produkcijos kokybę. „Bet tokia tekstūra padengus kietus paviršius jie būtų labai lengvai sunaikinami – [sferos] yra labai trapios“, - abejojo mokslininkas.
Jei paviršiams būtų suteikta daugiau tvirtumo, iš jų galėtų būti gaminamos lengvai nuvalomos dangos, kurias būtų sunku sutepti net ir šlapiu ar riebiu purvu.