Pletfri, selvrensende tøj i horisonten

(Phys.org) - siden 2011, Harvard-forskerteamet, der skabte Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces, har vist en strøm af slanke applikationer til den superglatte belægning kendt som SLIPS, som afviser næsten ethvert stof, det rører ved:vand, is, olie, saltvand, voks, blod, og mere.

Nu, SLIPS er bærbar.

Som rapporteret 10. januar i et særnummer, der fejrer journalens 25. år Nanoteknologi , teamet har modificeret hverdags bomuld og polyester stof til at udvise traditionel antifouling SLIPS adfærd.

I tidligere publikationer, forskerne ved Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering har vist SLIPS 'alsidighed under ekstreme pH- og temperaturforhold, og har med succes overtrukket forskellige materialer lige fra kølespoler til linser, vinduer, og keramik.

Dette seneste fremskridt kunne imødekomme behovet for en robust, pletbestandigt tekstil til en lang række forbrugere og industrielle applikationer.

Mest aktuelt tilgængelige topmoderne, pletbestandige stoffer henter deres inspiration og design fra lotusbladet. Små nanoforbindelser på overfladen af ​​lotusblade modstår vand, får dråber vand til at perle op på en luftpude ved kanten af ​​overfladen. Lotus-inspirerede tekstiler bruger derfor luftfyldte nanostrukturer til at frastøde vand. Disse er i stand til at frastøde de fleste vandige væsker og snavspartikler, men de lider af en række mangler, forklarer Cicely Shillingford, en forskningsassistent ved Wyss Institute og medlederforfatter af Nanoteknologi offentliggørelse. De kræver et stabilt fastluftlag for at perleprocessen kan forekomme og fejler dermed let under tryk-som ved et kraftigt regnvejr-og kan ikke modstå fysisk skade, såsom vridning og slid, meget godt. De pletter også lettere fra organiske eller komplekse væsker, såsom olie.

SLIPS, på den anden side, er inspireret af den kødædende kandeplante, som låser sig i et vandlag for at skabe en glat belægning, der får insekter, der lander på det, til at bogstaveligt talt hydroplanere og falde ned i planten. SLIPS -belægningen forankrer en glat smurt film infunderet på en nanoporøs fast overflade, at skabe et materiale, der klarer sig særdeles godt under pres eller fysisk skade, og kan modstå alle former for væsker, inklusive olie.

"Vi tog en side ud af Naturens bog, og finder ud af, at det har potentiale til at hjælpe os med at udvikle løsninger på en række ældgamle udfordringer:is vi ikke ønsker på kølespoler, bakterier, som vi ikke ønsker på medicinsk udstyr, og nu pletter, vi ikke ønsker på tøj, "siger Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson Professor i materialevidenskab ved SEAS og professor i kemi og kemisk biologi. Aizenberg er også et kernefakultetsmedlem ved Wyss Institute.

For at skabe et stof med SLIPS-funktionalitet, holdet købte bomulds- og polyesterstoffer fra hylden fra butikker i nærheden af ​​deres laboratorium i Cambridge, Masse., og udviklede to måder at behandle dem kemisk på. Den ene involverede belægning af dem med små partikler af silica (SiM), og den anden krævede en behandling med sol-gelbaseret aluminiumoxid (SgB).

Holdet satte derefter SLIPS-stofferne gennem en ringetone af tests udført i henhold til industrielle standarder, herunder vridning, gnide, og farvningsforsøg.

"SLIPS-stoffet viste en hidtil uset evne til at frastøde en lang række væsker og modstå farvning, og det håndterer fysiske belastninger og belastninger fint, ”siger Aizenberg.

Selvom ikke alle SLIPS-stoffer var så åndbare (endnu) som forskerne håbede, de overgik i øjeblikket tilgængelige pletbestandige stoffer på stort set alle andre mål. Som sådan, de mest sandsynlige umiddelbare applikationer kan være stoffer, der er nødvendige i potentielt ekstreme miljøer, hvor åndbarhed ikke er altafgørende, men eksponering for udfordrende forurenende væsker og biologiske farer er involveret, såsom taktiske dragter til militæret, labfrakker, medicinsk tøj, specialbeklædning til konstruktion og fremstilling, og måske endda telte og sportsstadioner.

"Vi er meget begejstrede for robustheden af ​​SLIPS -teknologiplatformen, "Siger Aizenberg.

I 2012, Aizenbergs team vandt en R&D 100 Award for teknologien fra R&D Magazine. Prisen, givet årligt, hædrer årets 100 mest betydningsfulde produkter, de såkaldte game-changers i teknologiscenen.