Ny fremstillingsproces skaber supersmå kanaler til at afvise vand og forbedre medicinsk, elektroniske anordninger

En ny fremstillingsproces udviklet af Purdue University forskere kan forbedre vandafvisningen for nogle almindelige produkter, lige fra medicinsk udstyr og sensorer til køretøjsmotorer og forruder.

Purdue-holdet, ledet af Yung Shin, Donald A. og Nancy G. Roach professor i avanceret fremstilling ved Purdue School of Mechanical Engineering, udviklet en ny metode til at skabe superhydrofobe mikrokanaler på polymerer. Denne teknologi giver en hurtig og billig fremstillingsteknik til at skabe mikrofluidiske enheder med kanaler med kontrollerbare strømningshastigheder, uden brug af kemiske behandlinger eller komplekse flowkontrolenheder.

"Det er i bund og grund små kanaler, der er lavet på en sådan måde, at vand ikke kan klæbe til overfladen eller give lidt modstand i strømmen, " sagde Shin. "Du kan derefter sende vand eller andre væsker igennem og skabe mindre kølekanaler og mikrofluidiske enheder."

Shins team bruger en to-trins proces til at skabe de superhydrofobe overflader. Først, de skaber mønstre eller træk på en metaloverflade med en ultrahurtig laser. Derefter, i en proces kaldet transferstøbning, forskerne skaber det samme mønster på polymeren.

"Vores proces er unik, fordi den giver mulighed for at skabe disse overflademønstre eller træk på indersiden af ​​polymeren og ikke kun ydersiden, "Shin sagde. "Vi bruger i det væsentlige disse funktioner til at kontrollere strømningshastigheder uden behov for dyre kemiske behandlinger og belægninger, der kan vaskes væk eller slides af."

Shin sagde, at teknologien har mange potentielle anvendelser, herunder medicinsk udstyr og sensorer, der bruger cirkulerende væske til at opdage abnormiteter eller usunde tilstande hos en patient. Det kan også bruges til mikrokølesystemer til elektronik, mikrofluidiske enheder, MEMS, selvrensende overflader, og mikrohydrauliksystemer i fly og biler. Teknologien kan hjælpe med at skabe forruder, der er bedre i stand til at afvise vand og kræver mindre aftørring.

Teknologien kan også bruges, ifølge Shin, i varmevekslere ved at fjerne kondensvanddråber, forbedring af varmeoverførselseffektiviteten. En anden mulig anvendelse er til elektroniske enheder.

"Vores teknologi kan hjælpe med den fortsatte miniaturisering af elektroniske enheder såsom telefoner og computere, " sagde Shin. "Vores metode til at skabe disse superhydrofobe mikrokanaler giver mulighed for mindre enheder, der yder samme effektivitet som meget større."