Porcupinefish inspirerer robust superhydrofobt materiale

Naturen har udviklet et blændende udvalg af materialer, der hjælper organismer med at trives i forskellige levesteder. Sommetider, videnskabsmænd kan udnytte disse designs til at udvikle nyttige materialer med lignende eller helt nye funktioner. Nu, forskere, der rapporterer i ACS anvendte materialer og grænseflader har lavet et holdbart og fleksibelt supervandafvisende materiale inspireret af pigget porcupinefish skin.

Superhydrofobe materialer er ekstremt vandafvisende, hvilket får vanddråber, der falder på dem, til at rulle af eller endda prelle af. Sådanne overflader kan bruges til en række forskellige applikationer, såsom selvrensning, anti-isning og korrosionsforebyggelse. Materialerne skyldes typisk deres vandafvisende evne til små, nåleformede strukturer på deres overflader. Imidlertid, disse mikro- eller nanoteksturerede overflader er skrøbelige og beskadiges let ved bøjning. Ud over, de stikkende strukturer kan ridses eller skæres af. Henter inspiration fra pindsvinsfiskens piggede, men fleksible hud, Yoshihiro Yamauchi, Masanobu Naito og kolleger ønskede at udvikle en mere hårdfør superhydrofob struktur. Selvom porcupinefish hud i sig selv ikke er superhydrofob, at fremstille rygsøjlen af ​​en hydrofob forbindelse og krympe dem ned til mikrometerskalaen kan gøre dem det, ræsonnerede forskerne.

For at udvikle deres superhydrofobe materiale, holdet forberedte mikroskala pufferfish-inspirerede vægte lavet af zinkoxid. Derefter, for at give materialet elasticitet, de tilføjede en silikonepolymer, som kombineret med rygsøjlen for at danne en porøs ramme. Materialet, som kunne støbes i forskellige former eller belægges på andre overflader, var ikke kun superhydrofob, men også meget fleksibel. I modsætning til andre superhydrofobe materialer, den porøse struktur bevarede sin vandafvisende evne efter gentagne gange at være blevet bøjet eller snoet. Og fordi strukturerne eksisterede i hele materialet, ikke kun på overfladen, ridser eller udskæring påvirkede ikke materialets afvisningsevne, enten. Materialets fleksibilitet og porøsitet hjælper med at afbøde mod mekaniske stød og deformation, siger forskerne.