Samočistící efekt super hydrofobního povrchu

Smáčivost je důležitou vlastností pevného povrchu, která je dána chemickým složením a morfologií povrchu. Super hydrofilní a super hydrofobní povrchové charakteristiky jsou hlavním obsahem invazivních studií. Superhydrofobní (vodoodpudivý) povrchový genrally označuje povrch, u kterého je kontaktní úhel mezi vodou a povrchem větší než 150 stupňů. To, že lidé znají superhydrofobní povrch, je především z listů rostlin – povrch lotosových listů, „samočistící“ fenomén. Například kapky vody se mohou válet a válet po povrchu lotosového listu, i když část odpadní vody nalije list, nezanechá na listech skvrnu. Takové vlastnosti neposkvrněných lotosových listů se nazývají „samočisticí“ efekt.

Lotosový efekt – super hydrofobní princip

Lidé sice velmi brzy poznali „samočisticí“ efekt povrchu lotosových listů, ale nebyli schopni pochopit tajemství povrchu lotosových listů. Až do 1990. let dva němečtí vědci nejprve pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu pozorovali mikrostrukturu povrchu lotosového listu, že „samočisticí“ efekt je způsoben mikronovým mastoidem a povrchovým voskem lotosového listu na povrchu. Poté vědci hloubkově analyzovali povrch mikronové struktury lotosového listu a zjistili, že na povrchu mastoidu lotosového listu jsou nanostruktury, zatímco tato duální struktura mikronů a nanostruktur je základní příčinou „samočištění“ povrch lotosového listu.

Proč takový „drsný“ povrch může být superhydrofobní

U hydrofobního pevného povrchu, kdy má povrch malé výčnělky, by část vzduchu byla „odsunuta“ mezi vodu a pevné povrchy, což by vedlo ke kapkám vody, většinu kontaktu se vzduchem, ale přímý kontakt s pevnými povrchy značně klesá. Vzhledem k tomu, že povrchové napětí kapiček vody má takový tvar, že zdrsněný povrch je téměř kulový, kontaktní úhel je až 150 stupňů a kapky vody na povrchu se mohou volně válet.

I když jsou na povrchu nějaké špinavé věci, budou se odvalovat kapky pryč, takže povrch bude mít „samočisticí“ schopnost. Tento povrch s kontaktním úhlem větším než 150 stupňů se nazývá „superhydrofobní povrch“ a kontaktní úhel genural hydrofobní povrch je pouze větší než 90 stupňů.

V příroděral světě, kromě toho, že lotosový list má „samočisticí“ schopnost, existují i ​​jiné, jako je rýže, rostliny taro a peří jako ptáci. Zvláštní význam tohoto „samočistícího“ efektu je kromě zachování povrchu čištění a také pro prevenci invaze patogenů. Protože i s patogenem na povrch listu bude smyt. Takže ani u lotosové rostliny rostoucí ve „špinavém“ prostředí není snadné onemocnět, velmi důležitým důvodem je tato samočistící schopnost.