Superhidrofobisku biomimētisko virsmu pētījums

Materiālu virsmas īpašības ir ļoti svarīgas, un pētnieki izmēģina visu veidu metodes, lai iegūtu materiālu virsmas ar nepieciešamajām īpašībām. Attīstoties bioniskajai inženierijai, pētnieki arvien lielāku uzmanību pievērš bioloģiskajai virsmai, lai saprastu, kā daba var atrisināt inženiertehniskās problēmas. Plašie bioloģisko virsmu pētījumi ir atklājuši, ka šīm virsmām ir daudz neparastu īpašību. “Lotosa efekts” ir tipiska parādība, ka natural virsmas struktūra kā projekts tiek izmantota inženiertehnisko materiālu virsmu projektēšanai un izgatavošanai. Lotosa virsmas binārā mikrostruktūra nodrošina superhidrofobitāti, kas var labi pielāgoties vides apstākļiem. Pēdējos gados superhidrofobā biomimētiskā virsmas ir plaši pētītas, jo ir nepieciešami pašattīrošie materiāli, mikrošķidruma ierīce un citi.

Bioloģiski iedvesmotās superhidrofobās virsmas tiek sagatavotas ar daudzām metodēm saskaņā ar fizikāliem un ķīmiskiem principiem, piemēram, litogrāfiju, veidņu metodi, sublimāciju, elektroķīmiskām metodēm, slāņa metodēm, augšupēju pieeju nanomasīvu izgatavošanai un tā tālāk. . Tomēr pētnieki parasti izgatavo hidrofobas plēves uz metāla materiālu un neorganisku materiālu virsmām ar stabilām ķīmiskām īpašībām. Līdz ar to reaktīvo metālu un to sakausējumu virsmas tiek pētītas reti. Magnijs ir viens no vieglākajiem inženiertehniskajiem materiāliem. Tādējādi ir sagaidāms, ka magnijs un tā sakausējumi tiks izmantoti aviācijā, lidmašīnās, automobiļos un dzelzceļā.

Hidrofobs pārklājums būtu daudzsološa tehnoloģija virsmas veiktspējas uzlabošanai. Jiang et al.[1] izgatavoja superhidrofobu biomimētisku virsmu uz Mg-Li sakausējuma, izmantojot ķīmisko kodināšanu, kam sekoja iegremdēšanas un atkvēlināšanas procesi, izmantojot fluoralkilsilāna (FAS) molekulas. Līdzīgi, Ishizaki et al. [2] izveidoja superhidrofobu magnija sakausējuma virsmu, iegremdējot cērija nitrāta ūdens šķīdumā (20 minūtes). Jun et al. [3] izveidoja stabilu biomimētisku superhidrofobu virsmu uz magnija sakausējuma, kas izgatavota ar mikroloka oksidācijas pirmapstrādi un kam sekoja ķīmiska modifikācija, pamatojoties uz lotosa efektu. Li et al. [4] sagatavoja magnija plānās plēves, izmantojot slīpo magnetronu izsmidzināšanu.

Superhidrofobs biomimētisks līdzeklis
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J u.c. Bioloģiski iedvesmota Mg-Li sakausējumu virsmu konstrukcija ar stabilu superhidrofobitāti un uzlabotu izturību pret koroziju. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. Ātra superhidrofobas virsmas veidošanās uz magnija sakausējuma, kas pārklāts ar cērija oksīda plēvi ar vienkāršu iegremdēšanas procesu istabas temperatūrā un tā ķīmiskā stabilitāte. Langmuir, 2010, 26: 9749–9755
[3]Jun LA, Guo ZG, Fang J u.c. Superhidrofobas virsmas izgatavošana uz magnija sakausējuma. Chem Lett, 2007, 36: 416–417
[4]Xiang X, Fan GL, Fan J u.c. Poraina un superparamagnētiska magnija ferīta plēve, kas izgatavota, izmantojot prekursoru. J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.