Materiał o zaskakujących właściwościach hydrofobowych. Inspiracją był pająk!
Naukowców natchnął pewien gatunek pająka żyjący w wodzie. Udało im się opracować powierzchnię, która ma niesamowite właściwości hydrofobowe.
Sprawą zajęli się naukowcy z kilku instytucji: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg w Niemczech, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, oraz Aalto University w Finlandii. Badania ukazały się w piśmie „Nature Materials”.
Udało im się stworzyć materiał, który zanurzony w wodzie pozostaje suchy, nawet gdy spędzi tam kilka miesięcy. Inspiracją stał się pająk z gatunku Argyroneta aquatica, czyli znany jako topik. Jest to niewielki pajęczak o długości około 15 mm oddychający powietrzem, ale całe swoje życie spędzający pod wodą. Jak to robi topik?
Gatunek ten posiada miliony szorstkich, wodoodpornych włosków, które zatrzymują pęcherzyki powietrza wokół jego odwłoku, gdzie znajdują się płucotchawki, tworząc w ten sposób coś na kształt zbiornika z tlenem, co zapewnia zapas powietrza do oddychania oraz barierę między wodą a płucotchawkami. Gdy zapas się kurczy, wystawia koniec odwłoka wraz z kądziołkami przędnymi nad powierzchnię wody i między tylnymi odnóżami wytwarza sieć. Następnie wraca pod wodę, a wraz z pajęczyną zagarnia powietrze, które tworzy cienką warstwę na jego ciele, która nazywana jest plastronem – czytamy na portalu.
Co ciekawe od wielu lat uczeni na całym świecie próbują odtworzyć plastron, aby stworzyć powierzchnie superhydrofobowe. Mogłyby one zapobiec korozji, rozwojowi bakterii, przyleganiu organizmów morskich czy np. zanieczyszczeniom chemicznym. Tym razem naukowcom udało przełamać się złą passę. Zespół kierowany przez uczonych z Harvardu stworzył plastron, który może przetrwać pod wodą wiele miesięcy.
Badacze stworzyli z powszechnie stosowanego i niedrogiego stopu tytanu powierzchnię aerofilną, czyli taką, która przyciąga pęcherzyki powietrza lub gazu. Udało im się wytworzyć na niej stabilny plastron, który utrzymywał powierzchnię suchą o tysiące godzin dłużej niż w poprzednich eksperymentach, a nawet dłużej niż w przypadku plastronów niektórych zwierząt – czytamy także.
Już 208 dni pod wodą
Nowy materiał naukowcy poddali wielu testom. Powierzchnia zachowała swoje właściwości nawet po jej zginaniu, skręcaniu, polewaniu gorącą i zimną wodą. W końcu zanurzyli materiał w wodzie i pozostawili na ponad 208 dni. Jak podkreślają naukowcy w momencie publikacji badania plastron był nadal zanurzony i nie wykazywał oznak degradacji.
Stabilność, prostota i skalowalność tego systemu sprawiają, że znajdzie on szerokie zastosowanie w świecie rzeczywistym. Dzięki przedstawionemu tutaj podejściu demonstrujemy prosty zestaw narzędzi, który pozwala zoptymalizować powierzchnię superhydrofobową w celu osiągnięcia stabilności, co radykalnie zmienia przestrzeń do zastosowań – powiedział Stefan Kolle, współautor artykułu.
Źródło: dzienniknaukowy.pl
Czytaj też: Energia jądrowa i satelity? Kontrakty rozdane!
Grafika tytułowa: Louis Reed / Unsplash
