Superhydrofobisen pinnan itsepuhdistuva vaikutus

Kostuvuus on tärkeä kiinteän pinnan ominaisuus, jonka määrää pinnan kemiallinen koostumus ja morfologia. Superhydrofiilinen ja super hydrofobinen pintaominaisuudet ovat invasiivisten tutkimusten pääsisältö. Superhydrofobinen (vettä hylkivä) pintageenirally viittaa pintaan, jossa veden ja pinnan välinen kosketuskulma on suurempi kuin 150 astetta. Se, että ihmiset tietävät superhydrofobisen pinnan olevan pääasiassa kasvien lehdistä - lootuslehtien pinta, "itsepuhdistuva" ilmiö. Vesipisarat voivat esimerkiksi rullata rullaamaan lootuksenlehden pinnalle, vaikka osa jätevedestä valuisikin lehtiin, se ei jätä tahraa lehtiin. Tällaisia ​​värjäytymättömiä lootuksenlehtien ominaisuuksia kutsutaan "itsepuhdistuvaksi" vaikutukseksi.

Lotus-efekti – Superhydrofobinen periaate

Vaikka ihmiset ovat tienneet hyvin varhain lootuslehden pinnan "itsepuhdistuvan" vaikutuksen, mutta eivät ole kyenneet ymmärtämään lootuksen lehtien pinnan salaisuutta. 1990-luvulle asti kaksi saksalaista tiedemiestä havaitsi ensin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, lootuksen lehden pinnan mikrorakenteen, että "itsepuhdistuva" vaikutus johtuu pinnalla olevasta mikronisesta mastoidista ja lootuksen lehden pintavahasta. Sen jälkeen tutkijat analysoivat syvällisesti lootuksen lehden mikronirakenteen pintaa ja havaitsivat, että lootuksenlehden pinnan mastoidissa on nanorakenteita, kun taas tämä mikroni- ja nanorakenteen kaksoisrakenne on "itsepuhdistumisen" taustalla. lootuksen lehden pinta.

Miksi tällainen "karkea" pinta voi tuottaa superhydrofobista

Hydrofobisella kiinteällä pinnalla, kun pinnalla on pieniä ulkonemia, osa ilmasta "poistuisi" veden ja kiinteiden pintojen väliin, mikä johtaisi vesipisaroihin suurimmassa osassa kosketusta ilman kanssa, mutta suora kosketus kiinteiden pintojen kanssa vähenee. Koska vesipisaroiden pintajännitys on muotoiltu siten, että karhennettu pinta on lähellä pallomaista, kosketuskulma on jopa 150 astetta ja pinnalla olevat vesipisarat voivat pyöriä vapaasti.

Vaikka pinnalla on likaa, ne rullaavat pois, joten pinnalla on "itsepuhdistuva" ominaisuus. Tätä pintaa, jonka kosketuskulma on yli 150 astetta, kutsutaan "superhydrofobiseksi pinnaksi" ja geenin kosketuskulmaksiral hydrofobinen pinta on vain suurempi kuin 90 astetta.

Luonnossaral maailmassa, paitsi että lootuksenlehdellä on "itsepuhdistuskyky", on muitakin, kuten riisiä, taro-kasveja ja höyheniä, kuten lintuja. Tämän "itsepuhdistuvan" vaikutuksen erityinen merkitys on sen lisäksi, että se säilyttää puhdistuksen pinnan. sekä patogeenien tunkeutumisen estämiseen. Koska jopa taudinaiheuttaja leviää lehtien pinnalle, se huuhtoutuu pois. Joten näin edes "likaisessa" ympäristössä kasvava lootuskasvi ei ole helppo sairastua, erittäin tärkeä syy on tämä itsepuhdistuvuus.