אפקט ניקוי עצמי של משטח סופר הידרופובי

הרטבה היא תכונה חשובה של פני השטח המוצקים, אשר נקבעת על ידי ההרכב הכימי והמורפולוגיה של פני השטח. סופר הידרופילי ו סופר הידרופובי מאפייני פני השטח הם התוכן העיקרי של מחקרים פולשניים. גן השטח הסופר הידרופובי (דוחה מים).rally מתייחס למשטח שזווית המגע בין המים למשטח היא גדולה מ-150 מעלות. זה שאנשים יודעים משטח סופר הידרופובי הוא בעיקר מעלי צמחים - משטח עלה לוטוס, תופעת "ניקוי עצמי". למשל, טיפות מים יכולות להתגלגל להתגלגל על ​​פני עלה הלוטוס, גם אם חלק ממי הביוב נשפכים לעלה, זה לא ישאיר כתם על העלים. מאפיינים כאלה של עלי לוטוס לא מוכתמים נקראים אפקט "ניקוי עצמי".

אפקט לוטוס - עקרון סופר הידרופובי

אמנם אנשים הכירו מוקדם מאוד את אפקט ה"ניקוי העצמי" של עלה הלוטוס, אך לא הצליחו להבין את סוד משטח עלה הלוטוס. עד שנות ה-1990, שני מדענים גרמנים הבחינו לראשונה במיקרוסקופ אלקטרוני סורק, את המיקרו-מבנה של משטח עלה הלוטוס, כי אפקט ה"ניקוי העצמי" נגרם על ידי שעווה של מסטואיד מיקרוני ושעווה משטח עלה לוטוס על פני השטח. לאחר מכן, מדענים ניתחו לעומק את פני השטח של מבנה המיקרון של עלה הלוטוס ומצאו כי יש ננו-מבנים במסטואיד עלה הלוטוס, בעוד שמבנה כפול זה של מיקרון וננו-מבנה הוא הגורמים הבסיסיים ל"ניקוי עצמי" ב. משטח עלה לוטוס.

מדוע משטח "גס" כזה יכול לייצר סופר הידרופובי

עבור משטח מוצק הידרופובי, כאשר למשטח יש בלטות זעירות, חלק מהאוויר יהיה "מנותק" בין מים למשטחים מוצקים, מה שמוביל לטיפות מים רוב המגע עם האוויר, אך המגע הישיר עם המשטחים המוצקים מאוד. יורד. מאז מתח הפנים של טיפות מים בצורת כך שהמשטח המחוספס קרוב לכדורי, זווית המגע היא עד 150 מעלות, וטיפות המים על פני השטח יכולות להיות חופשיות להתגלגל.

אפילו עם חלק מהדברים המלוכלכים על פני השטח, הם יתגלגלו טיפות, כך שלמשטח תהיה יכולת "ניקוי עצמי". משטח זה עם זווית מגע גדולה מ-150 מעלות נקרא "משטח סופר הידרופובי", וזווית המגע של הגןral משטח הידרופובי גדול רק מ-90 מעלות.

ב-natural העולם, מלבד שלעל הלוטוס יש יכולת "ניקוי עצמי", ישנם אחרים כגון אורז, צמחי טארו ונוצות כמו ציפורים. המשמעות המיוחדת של אפקט "ניקוי עצמי" זה היא בנוסף לשמירה על פני השטח של הניקוי , כמו גם למניעת פלישת פתוגנים. כי גם עם הפתוגן אל פני העלים, הוא יישטף. אז ככה, אפילו צמח הלוטוס הגדל בסביבה "מלוכלכת" לא קל לחלות, סיבה חשובה מאוד היא בגלל יכולת הניקוי העצמי הזו.