Szuperhidrofób biomimetikus felületek tanulmányozása

Az anyagok felületi tulajdonságai nagyon fontosak, és a kutatók mindenféle módszerrel próbálkoznak a szükséges tulajdonságokkal rendelkező anyagfelületek előállítása érdekében. A bionikus mérnöki tudomány fejlődésével a kutatók egyre nagyobb figyelmet fordítanak a biológiai felszínre, hogy megértsék, hogyan oldja meg a természet a mérnöki problémákat. A biológiai felületeken végzett kiterjedt vizsgálatok feltárták, hogy ezek a felületek számos szokatlan tulajdonsággal rendelkeznek. A „lótusz-effektus” tipikus jelenség, amelyet a natural A felületi struktúrát mint tervrajzot mérnöki anyagok felületeinek tervezésére és gyártására használják. A lótusz felszínének bináris mikrostruktúrája szuperhidrofób hatást biztosít, amely jól tud alkalmazkodni a környezeti feltételekhez. Az elmúlt években a szuperhidrofób biomimetikus felülets alaposan tanulmányozták az öntisztító anyagok, a mikrofluid készülék és mások szükségessége miatt.

A bio-ihlette szuperhidrofób felületeket számos módszerrel készítik el fizikai és kémiai elvek szerint, mint például litográfia, sablon módszer, szublimáció, elektrokémiai módszerek, rétegenkénti módszerek, alulról felfelé építkező megközelítés nano-tömbök előállításához és így tovább . A kutatók azonban rendszerint stabil kémiai tulajdonságú hidrofób filmeket készítenek fémanyagokon és szervetlen anyagok felületén. Következésképpen a reaktív fémeket és ötvözetfelületeiket ritkán vizsgálják. A magnézium az egyik legkönnyebb mérnöki anyag. Így várhatóan a magnéziumot és ötvözeteit felhasználják majd az űrrepülésben, repülőgépekben, autókban és vasúti alkalmazásokban.

A hidrofób bevonat ígéretes technológia lenne a felületi teljesítmény javítására. Jiang et al.[1] szuperhidrofób biomimetikus felületet állított elő Mg-Li ötvözetre kémiai maratással, majd fluor-alkil-szilán (FAS) molekulák felhasználásával bemerítési és lágyítási eljárásokkal. Hasonlóan Ishizaki et al. [2] szuperhidrofób felületet hozott létre egy magnéziumötvözeten cérium-nitrát vizes oldatába (20 perc) való merítéssel. Jun et al. [3] stabil biomimetikus szuperhidrofób felületet hozott létre magnéziumötvözeten, amelyet mikroív-oxidációs előkezeléssel készítettek, majd lótuszhatáson alapuló kémiai módosítással. Li és mtsai. [4] magnézium vékonyrétegeket állított elő előfeszített magnetronos porlasztással.

Szuperhidrofób biomimetikum
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J et al. Bioinspirált konstrukció Mg-Li ötvözetekből álló felületek stabil szuperhidrofób tulajdonsággal és javított korrózióállósággal. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. Szuperhidrofób felület gyors kialakulása cérium-oxid filmmel bevont magnéziumötvözeten egyszerű merítési eljárással szobahőmérsékleten és annak kémiai stabilitása. Langmuir, 2010, 26: 9749–9755
[3]Jun LA, Guo ZG, Fang J és társai. Szuperhidrofób felület készítése magnéziumötvözeten. Chem Lett, 2007, 36: 416–417
[4]Xiang X, Fan GL, Fan J és társai. Porózus és szuperparamágneses magnézium-ferrit film, amelyet prekurzor úton gyártanak. J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.