การศึกษาพื้นผิวไบโอมิเมติกที่ไม่ชอบน้ำ

คุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุมีความสำคัญมาก และนักวิจัยพยายามใช้วิธีการทุกประเภทเพื่อให้ได้พื้นผิวของวัสดุที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น ด้วยการพัฒนาวิศวกรรมไบโอนิค นักวิจัยจึงให้ความสำคัญกับพื้นผิวทางชีววิทยามากขึ้น เพื่อให้เข้าใจว่าธรรมชาติสามารถแก้ปัญหาทางวิศวกรรมได้อย่างไร การตรวจสอบพื้นผิวทางชีววิทยาอย่างกว้างขวางเปิดเผยว่าพื้นผิวเหล่านี้มีคุณสมบัติที่ผิดปกติหลายอย่าง “ผลบัว” เป็นปรากฏการณ์ปกติที่พระนาตูral โครงสร้างพื้นผิวเป็นพิมพ์เขียวใช้ในการออกแบบและสร้างพื้นผิววัสดุทางวิศวกรรม โครงสร้างจุลภาคแบบไบนารีของพื้นผิวดอกบัวทำให้เกิดความไม่ชอบน้ำสูง ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พื้นผิว biomimetic superhydrophobics ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเนื่องจากความจำเป็นของวัสดุทำความสะอาดตัวเอง อุปกรณ์ไมโครฟลูอิด และอื่นๆ

พื้นผิว superhydrophobic ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพถูกเตรียมโดยวิธีต่างๆ ตามหลักการทางกายภาพและเคมี เช่น การพิมพ์หิน วิธีแม่แบบ การระเหิด วิธีการไฟฟ้าเคมี วิธีการทีละชั้น วิธีการจากล่างขึ้นบนสำหรับการผลิตอาร์เรย์นาโน และอื่นๆ . อย่างไรก็ตาม นักวิจัยมักจะสร้างฟิล์มที่ไม่ชอบน้ำบนวัสดุโลหะและพื้นผิววัสดุอนินทรีย์ด้วยคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ดังนั้นจึงแทบไม่มีการตรวจสอบโลหะที่มีปฏิกิริยาและพื้นผิวโลหะผสม แมกนีเซียมเป็นหนึ่งในวัสดุทางวิศวกรรมที่เบาที่สุด ดังนั้น คาดว่าแมกนีเซียมและโลหะผสมของแมกนีเซียมจะถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอากาศยาน เครื่องบิน รถยนต์ และรถไฟ

การเคลือบแบบไม่ชอบน้ำจะเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพของพื้นผิว เจียงและคณะ[1] ประดิษฐ์พื้นผิวชีวจำลองที่ไม่ชอบน้ำบนโลหะผสม Mg-Li ผ่านการกัดด้วยสารเคมี ตามด้วยกระบวนการแช่และการหลอมโดยใช้โมเลกุลฟลูออโรอัลคิลไซเลน (FAS) ในทำนองเดียวกัน Ishizaki et al. [2] สร้างพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำมากบนโลหะผสมแมกนีเซียมโดยการแช่ในสารละลายน้ำซีเรียมไนเตรต (20 นาที) จูนและคณะ [3] สร้างพื้นผิว super-hydrophobic biomimetic ที่เสถียรบนโลหะผสมแมกนีเซียมที่ประดิษฐ์โดยการปรับสภาพด้วย microarc oxidation และตามด้วยการดัดแปลงทางเคมีตามผลของดอกบัว หลี่และคณะ [4] เตรียมฟิล์มบางแมกนีเซียมโดยอคติแมกนีตรอนสปัตเตอร์

Biomimetic ไม่ชอบน้ำยิ่งยวด
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J, และคณะ โครงสร้างที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพของพื้นผิวโลหะผสม Mg-Li ที่มีความคงตัวเหนือน้ำและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้น Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. การก่อตัวอย่างรวดเร็วของพื้นผิว superhydrophobic บนโลหะผสมแมกนีเซียมที่เคลือบด้วยฟิล์มซีเรียมออกไซด์โดยกระบวนการจุ่มอย่างง่ายที่อุณหภูมิห้องและความเสถียรทางเคมี แลงเมียร์ 2010, 26: 9749–9755
[3]Jun LA, Guo ZG, Fang J, และคณะ การประดิษฐ์พื้นผิว superhydrophobic บนโลหะผสมแมกนีเซียม เคม เลตต์, 2007, 36: 416–417
[4]Xiang X, Fan GL, Fan J และอื่น ๆ ฟิล์มแมกนีเซียมเฟอร์ไรท์ที่มีรูพรุนและมีคุณสมบัติพิเศษเหนือแม่เหล็กซึ่งประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้เส้นทางสารตั้งต้น J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.