Dabar buityje dažnai galime aptikti keptuves su karščiui atspariu ir organines medžiagas atstumiančiu teflono sluoksniu. Prie šių naujųjų keptuvių šeimininkės taip įprato, jog kitokių nė neįsivaizduoja savo virtuvėje. Tačiau teflono savybės neleisti organikai prilipti ir prisvilti prie dugno domina ne tik šeimininkes, bet ir mokslininkus. Tik pastarieji ilgą laiką bandė sukurti dar labiau organinius junginius atstumiančią medžiagą – ir atrodo, jiems tai pavyko. Tačiau tai buvo tik pradžia - naujasis junginys, pavadintas „superteflonu“, truputi modifikuotas pademonstravo tokias savybes, apie kurias mokslininkai iki šiol tegalėjo tik svajoti.

Naująją medžiagą, pavadintą superantialyviniu paviršiumi (angl. Superoleophobic Surfaces – vertimas į lietuvių kalbą yra daugiau pažodinis, nei tiksli mokslinė sąvoka), sukūrė Anish Tuteja su mokslininkų komanda iš MIT instituto.

Naujoji medžiaga tiesiog įspūdingai stumia nuo savęs organinius junginius. Jau dabar planuojama, jog tai bus puiki priemonė naftos atskyrimui nuo vandens, arba atvirkščiai – vandens priemaišų pašalinimui iš naftos. Ja taip pat bus galima dengti raketų bakų vidinius paviršius, stumiančius nuo savęs agresyvų kurą ir taip apsaugant nuo korozijos. O ir civiliniame gyvenime tokia medžiaga netruks išsikovoti vietos po saule – tarkim, kaip mobiliųjų ekranų apsauginis sluoksnis, neleidžiantis išlikti pirštų antspaudams arba dulkėms. Arba sukurti nesitepantys drabužiai – žodžiu, be galo daug ir įvairių naudingų pritaikymo sričių.

Kaip praneša Technology Review, Anish atradimai prasidėjo tyrinėjant naujas molekules, sukurtas JAV mokslinėje tyrimų laboratorijoje BBC (Air Force Research Laboratory — AFRL). Pastarojoje laboratorijoje mokslininkai sukūrė naująją „superteflono“ medžiagą, pavadintą fluoroPOSS (fluorinated polyhedral oligomeric silsesquioxanes). Pakeitę santykinius atomų skaičius mokslininkai sukūrė dar stipresnį organikos atstūmimo efektą nei kad jis buvo paprastame teflone.

Tačiau, kaip jau ir rašėme, tai tebuvo naujų atradimų pati pradžia. MIT mokslininkai apjungė savo pajėgas kartu su AFRL specialistais ir pradėjo tolesnę naujosios medžiagos „evoliuciją“.

Naujasis „superteflonas“ skystų organinių medžiagų atstumti dar negalėjo – tiesiog skysčiuose pernelyg silpnos paviršinio įtempimo jėgos (kas tai yra, galite išsamiai paskaityti šiame straipsnyje). Tačiau, tyrinėjant toliau, paaiškėjo, jog fluoroPOSS mikrostruktūroje sukūrus atitinkamą formą, galima gauti labai keistomis savybėmis pasižymintį medžiagos paviršių. Po tyrimų paaiškėjo, jog šitaip modifikuota fluoroPOSS medžiaga sugebą organinio skysčio molekules atstumti praktiškai 150 laipsnių kampu.

Mokslininkai sugalvojo keletą galimų fluoroPOSS struktūros variantų. Kiekvienu atveju naudotas elektrospiningo metodas, sukuriantis iš fluoroPOSS mikroskopinius plaukelius, kurie savu ruožtu formuoja savotiškas kilpeles, į kurias kaip į pinkles įstringa oro molekulės.

Ant tokių mikrokilpelių patekusi organika formuoja apvalius lašelius, tačiau į vidų nesigeria. Organikos molekulės neprisiliečia prie medžiagos paviršiaus, padengtu modifikuotu fluoroPOSS sluoksniu. Net ir vanduo ant tokio paviršiaus formuoja beveik sferinį lašą – pasireškia labai stipri atstūmimo jėga nuo fluoroPOSS paviršiaus. Ir netgi tokie junginiai, kaip dekanas ir oktanas, neprateka pro naująjį medžiagos paviršių, o lengvai grupuojasi į sferinius lašelius.

Negana to, skystos alyvos lašas ne tik nesigeria į tokį paviršių, tačiau netgi atšoka nuo jo – tai galite pažiūrėti šiame video intarpe.

Atlikę daugybę eksperimentų, MIT mokslininkai gana išsamiai išsiaiškino, kaip veikia šis paviršius, kaip molekulinė dangos struktūra sąveikauja su įvairiais skysčiais. O po to mokslininkai išmoko dirbtiniu būdu keisti norimas paviršiaus savybes.

Taip mokslininkai sukūrė „stebuklingą“ filtrą, nepraleidžiantį vandens (ji kaupiasi ant paviršiaus formuodama didelį lašą), tačiau puikiai praleidžia naftos kuro sudedamąsias medžiagas. Tai galite pažiūrėti šiame video intarpe.

Tolesniuose autorių planuose – sukurti pačių įvairiausių naujosios medžiagos variacijų, tame tarpe ir skaidraus paviršiaus. Tuo labiau, jog šiai medžiagai nusimato tikrai labai šviesios perspektyvos – ją lengvai galima užnešti ant metalo, stiklo, plastiko ir net ant gyvo audinio (tarkim, lapo).

Detaliau apie šį atradimą galite perskaityti Science žurnale publikuotame straipsnyje.

Plačiau: New oil-repelling material from MIT

Komentarai (7)