Μελέτη Υπερυδρόφοβων Βιομιμητικών Επιφανειών

Οι επιφανειακές ιδιότητες των υλικών είναι πολύ σημαντικές και οι ερευνητές επιχειρούν κάθε είδους μεθόδους για να αποκτήσουν επιφάνειες υλικών με τις απαιτούμενες ιδιότητες. Με την ανάπτυξη της βιονικής μηχανικής, οι ερευνητές δίνουν αυξανόμενη προσοχή στη βιολογική επιφάνεια προκειμένου να κατανοήσουν πώς η φύση μπορεί να λύσει προβλήματα μηχανικής. Οι εκτεταμένες έρευνες σε βιολογικές επιφάνειες έχουν αποκαλύψει ότι αυτές οι επιφάνειες έχουν πολλές ασυνήθιστες ιδιότητες. Το «φαινόμενο λωτού» είναι ένα τυπικό φαινόμενο που το natural η επιφανειακή δομή ως σχέδιο χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό και την κατασκευή επιφανειών τεχνικών υλικών. Η δυαδική μικροδομή της επιφάνειας του λωτού προσδίδει υπερ-υδροφοβία, η οποία μπορεί να προσαρμοστεί καλά στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Τα τελευταία χρόνια η υπερυδρόφοβη βιομιμητική επιφάνειαs έχουν μελετηθεί εκτενώς λόγω της ανάγκης αυτοκαθαριζόμενων υλικών, συσκευής μικρορευστού και άλλων.

Οι βιο-εμπνευσμένες υπερυδρόφοβες επιφάνειες παρασκευάζονται με πολλές μεθόδους σύμφωνα με φυσικές και χημικές αρχές, όπως λιθογραφία, μέθοδος προτύπου, εξάχνωση, ηλεκτροχημικές μέθοδοι, μέθοδοι στρώμα προς στρώμα, προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω για την κατασκευή νανο-συστοιχιών και ούτω καθεξής . Ωστόσο, οι ερευνητές συνήθως κατασκευάζουν υδρόφοβα φιλμ σε μεταλλικά υλικά και επιφάνειες ανόργανων υλικών με τη σταθερή χημική ιδιότητα. Κατά συνέπεια, το αντιδραστικό μέταλλο και οι επιφάνειες του κράματός τους σπάνια ερευνώνται. Το μαγνήσιο είναι ένα από τα ελαφρύτερα υλικά μηχανικής. Έτσι, αναμένεται ότι το μαγνήσιο και τα κράματά του θα χρησιμοποιηθούν στην αεροδιαστημική, τα αεροσκάφη, τα αυτοκίνητα και τις σιδηροδρομικές εφαρμογές.

Μια υδρόφοβη επίστρωση θα ήταν μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για τη βελτίωση της απόδοσης της επιφάνειας. Jiang et al.[1] κατασκεύασε μια υπερυδρόφοβη βιομιμητική επιφάνεια σε ένα κράμα Mg-Li μέσω χημικής χάραξης, ακολουθούμενη από διαδικασίες εμβάπτισης και ανόπτησης χρησιμοποιώντας μόρια φθοροαλκυλοσιλανίου (FAS). Παρομοίως, οι Ishizaki et al. [2] δημιούργησε μια υπερυδρόφοβη επιφάνεια σε ένα κράμα μαγνησίου με εμβάπτιση σε υδατικό διάλυμα νιτρικού δημητρίου (20 λεπτά). Jun et al. [3] δημιούργησε μια σταθερή βιομιμητική υπερυδρόφοβη επιφάνεια σε κράμα μαγνησίου που κατασκευάστηκε με προεπεξεργασία οξείδωσης με μικροτόξο και ακολουθήθηκε από χημική τροποποίηση με βάση το φαινόμενο του λωτού. Οι Li et al. [4] παρασκεύασε λεπτές μεμβράνες μαγνησίου με διασκορπισμό με προκατάληψη μαγνητρόνιο.

Υπερυδρόφοβο Βιομιμητικό
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J, et al. Βιοεμπνευσμένη κατασκευή επιφανειών κραμάτων Mg-Li με σταθερή υπερυδροφοβία και βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. Ταχύς σχηματισμός υπερυδρόφοβης επιφάνειας σε κράμα μαγνησίου επικαλυμμένο με φιλμ οξειδίου δημητρίου με απλή διαδικασία εμβάπτισης σε θερμοκρασία δωματίου και χημική σταθερότητα. Langmuir, 2010, 26: 9749–9755
[3]Jun LA, Guo ZG, Fang J, et al. Κατασκευή υπερυδρόφοβης επιφάνειας σε κράμα μαγνησίου. Chem Lett, 2007, 36: 416–417
[4]Xiang X, Fan GL, Fan J, et al. Πορώδες και υπερπαραμαγνητικό φιλμ φερρίτη μαγνησίου που κατασκευάζεται μέσω μιας οδού προδρόμου. J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.