Forskningsteam udvikler rullende mikrokapsler til reparation af defekter i mikrostørrelse på overflader

(PhysOrg.com) - Forestil dig, hvis du i stedet for at stole på speciel røntgen- eller elektrisk strømtestteknologi for at finde virkelig små revner i huden, der dækker et fly, mikrokapsler fyldt med let opdagede materialer kunne rulles rundt på deres overflade, stoppe her og der for at fylde sådanne revner automatisk, så de så let kunne findes ved hjælp af et simpelt sort lys. Den dag kommer måske snart, takket være en fælles indsats mellem to hold. En, fra University of Pittsburgh, ledet af Anna Balazs, den anden fra University of Massachusetts, ledet af Todd Emrick. Sammen har de skabt netop sådan en type kapsel, som det vil blive beskrevet i deres papir, der skal offentliggøres i Natur nanoteknologi .

Det hele startede tilsyneladende, med Balazs at skabe computermodeller af små kapsler indeholdende nanopartikler, der kunne under de rigtige forhold, gøres til at aflæse deres indhold i små revner eller defekter på visse overflader. Derfra, de to teams arbejdede sammen for at overføre modellen til den virkelige verden. Kapslen, de skabte, er lavet af en meget tynd type polymer, der sænker overfladespændingen af ​​en væske og får oliedråber til at stabilisere sig i vand. Inde i kapslen, de sætter cadmium-selenid nanopartikler. Det resulterende produkt var en mikrokapsel, der ville rulle rundt eller i nogle tilfælde glide, når den blev anbragt på en hård overflade og vippet rundt.

Men selvfølgelig, det var kun begyndelsen. Da kapslen, de havde lavet, stødte på en revne i overfladen, den blev stoppet ligesom en marmor, der rullede ind i en revne i fortovet. Men, derefter, på grund af det materiale, der blev brugt til at fremstille kapslens vægge, og den måde, nanopartiklerne blev fremstillet på, hydrofobe interaktioner opstod, hvilket forårsagede overførsel af cadmium-selenid til revnen. Når det var gjort, kapslen var igen klar til at rulle rundt og falde i andre sprækker. Bagefter, fordi cadmium-selenid tilfældigvis er fluorescerende, revner i materialet blev let fundet ved hjælp af et optisk mikroskop.

Dette er helt klart en genial idé. Hvorfor gå til alt det møjsommelige arbejde med at bruge mennesker, fejl-tilbøjelige teknikker til at finde næsten usynlige revner i sådanne overflader som flyets ydre, elektronik og måske endda menneskelige implantater, når rullende kapsler kunne gøre arbejdet for dig. Også, den samme teknik kunne tænkes at blive brugt til at finde revner og derefter reparere dem, der nu er fikset ved at belægge hele overfladen, dermed spares meget i vedligeholdelsesomkostninger.

© 2011 PhysOrg.com