Technika

A húsevő növények inspirálták a legújabb szupercsúszós anyagot

Ún. hidrofób anyagok legtöbbjét a lótuszlevelek inspirálták, de ezek nem álltak ellen az olajnak és egyéb összetett folyadékoknak, amelyeknek alacsonyabb a felületi feszültségük, mint a vízé, így a legkisebb nyomás hatására beszivárognak az anyagba. „Mindenki a lótuszlevélről beszél, de ez csak egy a természet megoldásai közül, melyet a vízzel való érintkezés ellen fejlesztett ki” – mondta Joanna Aizenberg, a Harvard biomimetikus anyagokat tervező és előállító laboratóriumának munkatársa.

Az új anyag megalkotásánál az egyik húsevő növényt, az ún. trópusi kancsókát vették mintául. A növény olyan rovarokat eszik, amelyeknek olajos lábai lehetővé teszik, hogy a falon mászhassanak. De a kancsóka kürt alakú leveleinek felületén olyan mikroszkopikus lyukacskák találhatók, amelyeket aprócska vízcseppek töltenek ki. A víz taszítja az olajat, így a rovarok becsúsznak egyenesen a kürt szájába.

„A rovarok ahogy rászállnak a levélre, máris az emésztőnedvek között találják magukat” – tette hozzá Aizenberg. A kutatók arra jöttek rá, hogy megfelelő folyadékkal helyettesítve a kis lyukacskákban lévő vizet, a növény stratégiáját alkalmazva létre lehetne hozni olyan anyagot, amely gyakorlatilag minden folyadéknak ellenáll.

A kutatók az anyag kifejlesztését a texturált felülettel kezdték, ami gyakorlatilag bármi lehet, ami durva és nanoméretű. Az egyik legjobb a teflon, ami eleve a szupercsúszósságáról ismert. A legcsúszósabb felületet akkor kapták, amikor a teflonfelületre egy perfluorozott folyadékot, a 3M által készített Fluorinert FC-70-et csepegtettek. A folyadék beszivárgott a teflon pórusaiba, és egy nanométer vastag réteget képzett a felületén. Az anyag így száraz tapintású marad, de minden folyadék lepereg róla. A kutatócsoport az új anyagot SLIPS-nek nevezte el. Az anyagot fel lehet használni például öntisztító ablakok gyártására, olaj- és vízszállító csövek bevonására és vérátömlesztő berendezések gyártásánál.

A SLIPS sok tekintetben jobb, mint az eddig gyártott hidrofób anyagok. Sokkal síkosabb – már mindössze 2˚-os dőlésnél lecsúszik róla a víz, az olaj, sőt még a vér is, míg az eddig gyártott síkos anyagok 5-30˚-os dőlésnél produkálták ugyanezt. És mivel a pórusokat kitöltő folyadék – egyszerűen a gravitációs erőnél fogva – mindig visszaszivárog a kis lyukacskákba, az anyag tartósan megtartja folyadéktaszító tulajdonságát. Ráadásul jól bírja a nagy nyomást is, így akár 7 km mélyen a víz alatt is használható.

„Érdekes, hogy ez az anyag egyszerre önsíkosító, öntisztító és „önhelyreállító”, holott ez három különböző folyamat. Ez az okos anyagok egy új fajtája” – nyilatkozta Michael Nosonovsky a Wisconsin-Milwaukee Egyetem professzora.
A kapcsolódó videó itt található.