Forskere forbereder Nacre-inspirerede undervands superoleofobiske film

Særlig befugtning af faste overflader er et allestedsnærværende fænomen i naturen og har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af dets potentielle anvendelser inden for forskellige områder, såsom olie-vand-separation, antibiofouling og reduktion af modstand. Inspireret af nogle biologiske organismer observeret i naturen med superoleofobiske egenskaber under vandet, såsom fiskeskæl, søjleformet perlemor og tang, forsøger forskere at designe og skabe nye grænsefladematerialer.

Forskellige uorganiske og organiske materialer er blevet brugt til at fremstille superoleofobiske undervandsoverflader svarende til dem, der findes i naturen indtil nu. De fleste uorganiske materialer har dog begrænset gennemsigtighed og robusthed. Det skyldes den omfattende lysspredningseffekt fra overflademikro/nanostrukturer, og organiske materialer har ikke tilstrækkelig mekanisk styrke.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Nature Protocols , Prof. Meng Jingxin fra det tekniske institut for fysik og kemi ved det kinesiske videnskabsakademi (TIPC, CAS) og prof. Wang Bailiang fra Wenzhou Medical University rapporterede en protokol til fremstilling af en gennemsigtig og robust superoleofob film, der kan bruges under vandet.

"Naturlig perlemor udviser enestående mekanisk ydeevne til at beskytte den indre bløde krop. Det afhænger i høj grad af den biomineraliseringsinducerede hierarkiske organisation af ca. 5% organisk matrix og 95% uorganisk aragonitkomponent. Interessant nok, når man eksfolierer en tynd film fra naturlig perlemor (f.eks. , Anodonta woodiana), er filmen ikke kun meget gennemsigtig under vandet, men også mekanisk robust," sagde prof. Meng.

Inden dette har prof. Meng og prof. Wang allerede rapporteret om en biomimetisk mineraliseret film med robust undervands superoleofobicitet inspireret af perlemor, som blev valgt som bladets hovedside og fik den kinesiske patenttilladelse.

Derudover blev undervands superhydrofobe belægninger fremstillet på metaloverflader og mesh-overflader til effektiv olie-vand-separation.

I dette arbejde blev filmen dannet af et hydrogellag fremstillet ved superspredning af chitosanopløsning på et superhydrofilt substrat og biomimetisk mineralisering af dette lag.

I modsætning til konventionelle hydrogel-baserede materialer udviser filmen væsentligt forbedrede mekaniske egenskaber på grund af kombinationen af ​​højenergi, ordnet, uorganisk aragonit og homogene eksterne hierarkiske mikro/nano-strukturer, hvilket fører til robust undervands superoleofobicitet og ultralav olieadhæsion.

Det er vigtigt, at den geniale integration af gennemsigtighed og mekanisk robusthed i undervands superoleofobiske materialer betydeligt udvider deres potentielle anvendelser i nye områder, såsom undervandsoptik og mikrofluidiske enheder. + Udforsk yderligere

Udvikling af polyimid-glimmer nanokompositfilm med høj modstandsdygtighed over for miljøer med lav kredsløb om Jorden