Vandafvisende materiale falder som en slange, når det beskadiges

Forestil dig en regnfrakke, der heler en ridse ved at fjerne den del af det ydre lag, der er beskadiget. For at skabe et sådant materiale, videnskabsmænd har henvendt sig til naturen for at få inspiration. De rapporterer i ACS' journal Langmuir et vandafvisende materiale, der smelter som en slanges hud, når det beskadiges for at afsløre et andet hydrofobt lag under det.

Lotus blade, vandstridere og andre superhydrofobe eksempler fra naturen har inspireret forskere til at kopiere deres vandafvisende arkitektur for at udvikle nye materialer. Sådanne materialer fremstilles ofte ved at belægge et substrat med nanostrukturer, som kan styrkes ved at tilføje mikrostrukturer til blandingen. Superhydrofobe overflader kan være nyttige i en række applikationer, herunder regntøj, medicinske instrumenter og selvrensende bilruder. Men de fleste af prototyperne har hidtil ikke været stærke nok til at modstå skader fra skarpe genstande. For at afhjælpe denne mangel, Jürgen Rühe og kolleger fandt igen en potentiel løsning i naturen – i slange- og firbenskind.

Forskerne stablede tre lag for at skabe deres materiale:en vandafvisende film lavet med poly-1H, 1H, 2H, 2H-perfluordecylacrylat (PFA) "nanogræs" på toppen, en vandopløselig polymer i midten og en superhydrofob siliciumnanogræsfilm på bunden. Nanogræs består af bittesmå nålelignende fremspring, der stikker lige op. Holdet ridsede belægningen og nedsænkede materialet i vand, som derefter sivede ind i snittet og opløste polymeren. Det øverste lag pillede derefter af som smeltet hud og flød væk, blotlægge bunden, vandafvisende film. Selvom der er behov for yderligere arbejde for at styrke topbelægningen, så en ridse ikke vil være i stand til at trænge igennem alle tre lag, forskerne siger, at det tilbyder en ny tilgang til at skabe selvrensende og vandafvisende materialer.