Inspireret af regnorme, nyt åndedrætsmateriale smører sig selv, når det er nødvendigt

Regnorme er altid rene, selvom de kommer fra fugtige, klæbrig jord. Det skylder de en smudsafvisende, smøre lag, som danner sig igen og igen på sin hud. Forskere ved INM har nu kunstigt genskabt dette natursystem:De udviklede et materiale med en overfladestruktur, der forsyner sig med smøremiddel, når der påføres tryk. Fordi det smurte materiale reducerer friktionen og forhindrer vækst af mikrober, forskere kan forestille sig mange anvendelser inden for industri og biomedicin.

Forskerne har for nylig offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Avancerede materialer .

Forskerne udviklede et materiale lavet af blød plast, med dråber af silikoneolie som smøremiddel på indersiden af ​​materialet. "Når vi lægger pres på materialet, dråberne ændrer form og vandrer til overfladen. Silikoneolien spredes derefter jævnt på overfladen til et vand- og smudsafvisende glidelag, "forklarer Jiaxi Cui, leder af forskningsgruppen Switchable Microfluidics. Når trykket falder, dråberne vil reformere. Ud over, glidelaget kan også fjernes og dannes igen og igen, når der påføres tryk på materialet igen. "Så den reagerer dynamisk på tryk - som et" vejrtrækningssystem ", "opsummerer Cui.

Overfladestrukturen af ​​det nye materiale spiller også en vigtig rolle:"Igen, vi blev inspireret af regnormen. Dens hudoverflade er ikke glat, men groft. Det var det, vi tog højde for i vores materiale og ru overfladen, " forklarer Cui. Netop på grund af denne ruhed, en ensartet smørefilm kan dannes og klæbe godt. Det afhænger af, hvor friktionsreducerende det nye materiale kan opføre sig. "Overfladestrukturen er også vigtig for smøreeffektens levetid:" Vi sammenlignede glidefilmen på vores "regnormormer" med en glidefilm på en glat overflade:vores strukturer overlever 10, 000 friktionscyklusser, der henviser til, at glidende film på glatte strukturer kun har 300 friktionscyklusser, "siger kemikeren Cui. Det er netop denne kombination af ru overflade og smøremiddeldråberne der er specielt ved det nye materiale.

Der er allerede nogle strukturer, der reducerer friktion, herunder dem, der er modelleret efter funktionen af ​​dyrehud. Selv systemer, der frigiver smøremidler selv, er blevet undersøgt af forskere. Imidlertid, de arbejder alle kun i et flydende miljø indtil videre. "For første gang, vi introducerer en applikation, der reducerer friktion i et solidt miljø, og vi er blevet inspireret af regnormen, fordi den også glider gennem et solidt miljø, Jorden, "Siger Cui. Forskere kan forestille sig mange anvendelser inden for industri eller biomedicin, når en enhed skal glide glat gennem noget fast.