Kemiske ingeniører afslører måder at mønstre faste overflader på og forbedre, hvordan vand interagerer med dem

Kemiske ingeniører ved University of California, Berkeley, har opdaget en ny måde at mønstre faste overflader på for at kontrollere, hvordan vand interagerer med dem. Teknikken kan føre til nye materialer til vandrensning, afsaltning og andre anvendelser.

Forskerne, ledet af professor Nitin Padture, brugte en teknik kaldet "blokcopolymer-selvsamling" til at skabe mønstre af hydrofile (vandtiltrækkende) og hydrofobe (vandafvisende) områder på en fast overflade. Ved at kontrollere størrelsen og afstanden mellem disse områder var de i stand til at indstille den måde, vanddråber opførte sig på overfladen.

Forskerne fandt for eksempel ud af, at de kunne skabe overflader, der fik vanddråber til at brede sig ud og danne en tynd hinde, eller som fik dem til at perle op og rulle af. De fandt også ud af, at de kunne styre retningen af ​​vandstrømmen på overfladen ved at skabe mønstre af hydrofile og hydrofobe striber.

Forskerne mener, at deres teknik kunne bruges til at skabe en række nye materialer med skræddersyede vandafvisende egenskaber. Disse materialer kan bruges til en række forskellige anvendelser, såsom vandrensning, afsaltning og olie-vand-separation.

Vandrensning

En potentiel anvendelse for forskernes teknik er vandrensning. Ved at skabe overflader, der tiltrækker vand, er det muligt at fjerne urenheder fra vand. For eksempel fandt forskerne ud af, at de kunne fjerne salt fra vand ved at bruge en overflade, der var mønstret med hydrofile og hydrofobe striber. Vanddråberne ville flyde langs de hydrofile striber, mens saltionerne ville blive frastødt af de hydrofobe striber. Denne proces kan bruges til at rense vand til drikkevand, kunstvanding eller industriel brug.

Afsaltning

En anden potentiel anvendelse for forskernes teknik er afsaltning. Afsaltning er processen med at fjerne salt fra havvand for at producere ferskvand. Ved at skabe overflader, der afviser vand, er det muligt at adskille saltvand i rent vand og koncentreret saltlage. Forskerne fandt ud af, at de kunne skabe overflader, der var så hydrofobe, at de endda kunne afvise saltvandsdråber. Denne proces kan bruges til at afsalte havvand til drikkevand, kunstvanding eller industriel brug.

Olie-vand-adskillelse

Forskernes teknik kunne også bruges til at adskille olie og vand. Olie og vand er ublandbare væsker, hvilket betyder, at de ikke blandes. Det kan dog være svært at adskille olie og vand, hvis de blandes sammen. Ved at skabe overflader, der tiltrækker vand og afviser olie, er det muligt at adskille de to væsker. Forskerne fandt ud af, at de kunne skabe overflader, der var så hydrofobe, at de endda kunne afvise oliedråber. Denne proces kunne bruges til at adskille olie fra vand i industrielle processer, såsom olieraffinering og boring.

Forskernes teknik er en lovende ny måde at kontrollere vands interaktion med faste overflader. Denne teknik kan føre til nye materialer til vandrensning, afsaltning, olie-vand-separation og andre anvendelser.