ผลการทำความสะอาดตัวเองของพื้นผิว Super Hydrophobic

ความเปียกชื้นเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ซึ่งพิจารณาจากองค์ประกอบทางเคมีและสัณฐานวิทยาของพื้นผิว ซุปเปอร์ชอบน้ำและ ไม่ชอบน้ำสุดๆ ลักษณะพื้นผิวเป็นเนื้อหาหลักของการศึกษาแบบรุกราน ยีนบนพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำ (Superhydrophobic)rally หมายถึง พื้นผิวที่มีมุมสัมผัสระหว่างน้ำกับพื้นผิวมากกว่า 150 องศา ที่คนรู้ว่าพื้นผิว superhydrophobic ส่วนใหญ่มาจากใบพืช – ผิวใบบัวปรากฏการณ์ "ทำความสะอาดตัวเอง" ตัวอย่างเช่น หยดน้ำสามารถกลิ้งไปมาบนผิวใบบัวได้ แม้ว่าน้ำโสโครกบางส่วนจะเทลงในใบ แต่ก็ไม่ทิ้งคราบบนใบ ลักษณะเฉพาะของใบบัวที่ยังไม่เปื้อนดังกล่าวเรียกว่าผลการชำระล้างตัวเอง

เอฟเฟกต์ดอกบัว – หลักการไม่ชอบน้ำสุดๆ

แม้ว่าผู้คนจะรู้จักผลการ "ทำความสะอาดตัวเอง" ของผิวใบบัวตั้งแต่เนิ่นๆ แต่ก็ไม่สามารถเข้าใจความลับของผิวใบบัวได้ จนถึงปี 1990 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันสองคนได้สังเกตเห็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ซึ่งเป็นโครงสร้างจุลภาคของพื้นผิวใบบัวว่า "การทำความสะอาดตัวเอง" นั้นเกิดจากขี้ผึ้งไมครอนและพื้นผิวใบบัว หลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์พื้นผิวของโครงสร้างไมครอนของใบบัวในเชิงลึกและพบว่ามีโครงสร้างนาโนในปุ่มกกหูที่ผิวใบบัว ในขณะที่โครงสร้างสองไมครอนและโครงสร้างนาโนนี้เป็นสาเหตุพื้นฐานของ “การทำความสะอาดตัวเอง” ใน ผิวใบบัว

เหตุใดพื้นผิวที่ "หยาบ" เช่นนี้จึงทำให้เกิดความไม่ชอบน้ำได้

สำหรับพื้นผิวของแข็งที่ไม่ชอบน้ำ เมื่อพื้นผิวมีการฉายภาพเล็กๆ อากาศบางส่วนจะ "หลุดออก" ระหว่างน้ำกับพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ส่งผลให้หยดน้ำส่วนใหญ่สัมผัสกับอากาศ แต่สัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวที่เป็นของแข็งอย่างมาก ลดลง เนื่องจากแรงตึงผิวของหยดน้ำในรูปทรงเพื่อให้พื้นผิวที่หยาบกร้านอยู่ใกล้กับทรงกลม มุมสัมผัสจึงสูงถึง 150 องศา และหยดน้ำบนพื้นผิวสามารถม้วนได้อย่างอิสระ

แม้ว่าจะมีสิ่งสกปรกอยู่บนพื้นผิว แต่ก็จะกลิ้งออกไป ดังนั้นพื้นผิวจะมีความสามารถในการ "ทำความสะอาดตัวเอง" พื้นผิวที่มีมุมสัมผัสมากกว่า 150 องศานี้เรียกว่า "พื้นผิวซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก" และมุมสัมผัสของยีนral พื้นผิวไม่ชอบน้ำมีค่ามากกว่า 90 องศาเท่านั้น

ในธรรมชาติral โลกยกเว้นใบบัวมีความสามารถในการ "ทำความสะอาดตัวเอง" มีอย่างอื่นเช่นข้าว ต้นเผือก และขนนกเหมือนนก ความสำคัญพิเศษของผล "การทำความสะอาดตัวเอง" นี้คือนอกเหนือจากการรักษาพื้นผิวของการทำความสะอาด ตลอดจนการป้องกันการบุกรุกของเชื้อโรค เพราะถึงแม้จะมีเชื้อโรคที่ผิวใบก็จะถูกชะล้างออกไป เช่นนี้ แม้แต่ต้นบัวที่เติบโตในสภาพแวดล้อมที่ "สกปรก" ก็ไม่เจ็บป่วยง่าย เหตุผลที่สำคัญมากก็เนื่องมาจากความสามารถในการทำความสะอาดตัวเอง