Светодиоды, солнечные панели и аналогичные технологии нуждаются в покрывающем материале, который отталкивает грязь, воду и масло и в то же время пропускает много света.
Используя инновационные гибкие материалы, эти устройства могут быть интегрированы в широкий спектр творческих приложений, таких как бумага, одежда и шторы.
Теперь ученые из Свитсонской школы инженерии Университета Питтсбурга разработали гибкий оптический пластик, который обладает всеми этими характеристиками, находя вдохновение в неожиданном месте – очертании грибов эноки.
Об исследовании под названием «Устойчивые к пятнам, суперомнифобные гибкие оптические пластики на основе наноэнокитских грибов» было сообщено в Journal of Materials Chemistry A .
Команда разработала пластиковую поверхность листа с тонкими и высокими наноструктурами с большими верхушками, похожими на гриб эноки. Наноструктуры называются наноэноки полиэтилентерефталатом (ПЭТ). Эти структуры в покрытии делают пластиковый лист суперомнифобным, отталкивая множество жидкостей и в то же время сохраняя высокий уровень прозрачности.
Поверхность может отталкивать широкий спектр жидкостей, таких как молоко, вода, оливковое масло, кофе и кетчуп. Он также имеет высокую мутность и высокую прозрачность, что означает, что он пропускает больше света. Тем не менее, этот свет рассеивается, что делает его пригодным для использования со светодиодами или солнечными батареями, а когда он интегрирован с его долговечностью и гибкостью, он может быть использован в носимых технологиях или гибком освещении.
Ключевой вещью с этими структурами является форма – она удерживает жидкость поверх наноструктуры. На сегодняшний день это лучший в литературе материал с точки зрения высокой прозрачности, высокой мутности и высокого угла контакта с маслом . Мы показываем, что вещества, которые обычно окрашивают и оставляют остатки, такие как горчица и кровь, полностью падают с поверхности, даже после того, как они высохли .
Саджад Хаганифар, ведущий автор исследования и докторская степень кандидата технических наук, Инженерная школа Свансон, Университет Питтсбурга
Видео демонстрируют, как высохшая кровь и горчица отрываются от поверхности при наклоне поверхности.
Лист лотоса является золотым стандартом природы с точки зрения жидкостоотталкивающей и самоочищающейся поверхности. Мы сравнили наш наноэноки ПЭТ с листом лотоса и обнаружили, что наш лучше отталкивает больше жидкостей, включая оливковое масло, кровь, кофе и этиленгликоль. Поверхности не только противостоят окрашиванию различными жидкостями, но и могут быть адаптированы для медицинских применений, чтобы противостоять бактериям или свертыванию крови .
Пол Леу, доктор философии и доцент кафедры промышленной инженерии, Школа Свансон, Инженерный университет Питтсбурга
Лаборатория доктора Леу провела исследование. Имеет второстепенные назначения в области химического машиностроения, машиностроения и материаловедения.
Соавт Хаганифар, Пол Лью Энтони Галанте и Дэвид Пеккер из Технологической школы Свансона в Университете Питтсбурга, а также Люк М. Томасович из Технологического института Джорджии стали соавторами статьи. Работа была частично поддержана наградой Национального научного фонда CAREER.