Ефект самоочищення супергідрофобної поверхні

Змочуваність є важливою ознакою поверхні твердого тіла, яка визначається хімічним складом і морфологією поверхні. Супергідрофільні і супер гідрофобний характеристики поверхні є основним змістом інвазивних досліджень. Ген супергідрофобної (водовідштовхувальної) поверхніrally відноситься до поверхні, при якій кут контакту між водою і поверхнею перевищує 150 градусів. Те, що люди знають про супергідрофобну поверхню, в основному з листя рослин – поверхня листя лотоса, явище «самоочищення». Наприклад, краплі води можуть скочуватися і скочуватися по поверхні листа лотоса, навіть якщо частина стічної води виллється в лист, це не залишить плями на листках. Такі незабарвлені характеристики листя лотоса називають ефектом «самоочищення».

Ефект лотоса - супер гідрофобний принцип

Хоча люди дуже рано знали про ефект «самоочищення» поверхні листя лотоса, але не змогли зрозуміти секрет поверхні листя лотоса. До 1990-х років двоє німецьких вчених вперше спостерігали за допомогою скануючого електронного мікроскопа мікроструктуру поверхні листка лотоса, що ефект «самоочищення» спричиняється мікронним соскоподібним відростком і воском на поверхні листя лотоса. Після цього вчені глибоко проаналізували поверхню мікронної структури листа лотоса і виявили, що в соскоподібному відростку листа лотоса є наноструктури, в той час як ця подвійна структура мікронної та наноструктури є основними причинами «самоочищення» в поверхню листа лотоса.

Чому така «шорстка» поверхня може створювати супергідрофобність

Для гідрофобної твердої поверхні, коли поверхня має крихітні виступи, деяка частина повітря буде «виходити» між водою і твердими поверхнями, що призведе до того, що краплі води більша частина контакту з повітрям, але прямий контакт з твердими поверхнями значною мірою зменшується. Оскільки поверхневий натяг крапель води має форму так, що шорстка поверхня наближається до сферичної, то кут контакту становить до 150 градусів, і краплі води на поверхні можуть вільно скочуватися.

Навіть якщо на поверхні є частина бруду, вони будуть скочуватися, тому поверхня матиме можливість «самоочищення». Ця поверхня з кутом контакту більше 150 градусів називається «супергідрофобною поверхнею», а кут контакту генаral гідрофобна поверхня лише більше 90 градусів.

У натуral У світі, за винятком того, що лист лотоса має здатність «самоочищення», є й інші, такі як рис, рослини таро та пір’я, як птахи. Особливе значення цього ефекту «самоочищення» полягає в доповненні збереження поверхні очищення. , а також для запобігання інвазії збудників. Тому що навіть при попаданні збудника на поверхню листя він змиється. Таким чином, навіть рослина лотоса, що росте в «брудному» середовищі, нелегко захворіти, дуже важливою причиною є така здатність до самоочищення.