Nghiên cứu các bề mặt phỏng sinh học siêu kỵ nước

Các đặc tính bề mặt của vật liệu là rất quan trọng, và các nhà nghiên cứu cố gắng sử dụng mọi phương pháp để có được bề mặt vật liệu với các đặc tính cần thiết. Với sự phát triển của kỹ thuật sinh học, các nhà nghiên cứu đang ngày càng chú ý đến bề mặt sinh học để hiểu cách tự nhiên có thể giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Các cuộc điều tra sâu rộng về các bề mặt sinh học đã phát hiện ra rằng các bề mặt này có nhiều đặc tính khác thường. "Hiệu ứng hoa sen" là một hiện tượng điển hình mà thiên nhiênral cấu trúc bề mặt như bản thiết kế được sử dụng để thiết kế và chế tạo các bề mặt vật liệu kỹ thuật. Cấu trúc vi mô nhị phân của bề mặt hoa sen có đặc tính siêu kỵ nước, có thể thích nghi tốt với các điều kiện môi trường. Trong những năm gần đây, bề mặt phỏng sinh học siêu kỵ nướcs đã được nghiên cứu rộng rãi do sự cần thiết của vật liệu tự làm sạch, thiết bị vi chất lỏng và các loại khác.

Các bề mặt siêu kỵ nước lấy cảm hứng sinh học được chuẩn bị bằng nhiều phương pháp theo các nguyên tắc vật lý và hóa học, chẳng hạn như phương pháp in thạch bản, phương pháp khuôn mẫu, phương pháp thăng hoa, phương pháp điện hóa, phương pháp từng lớp, phương pháp tiếp cận từ dưới lên để chế tạo mảng nano, v.v. . Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu thường chế tạo màng kỵ nước trên bề mặt vật liệu kim loại và vật liệu vô cơ với đặc tính hóa học ổn định. Do đó, kim loại phản ứng và bề mặt hợp kim của chúng hiếm khi được khảo sát. Magiê là một trong những vật liệu kỹ thuật nhẹ nhất. Do đó, dự kiến ​​rằng magiê và các hợp kim của nó sẽ được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, máy bay, ô tô và đường sắt.

Lớp phủ kỵ nước sẽ là một công nghệ đầy hứa hẹn để cải thiện hiệu suất bề mặt. Jiang và cộng sự [1] chế tạo bề mặt mô phỏng sinh học siêu kỵ nước trên hợp kim Mg-Li thông qua quá trình ăn mòn hóa học, sau đó là quá trình ngâm và ủ bằng cách sử dụng các phân tử fluoroalkylsilane (FAS). [2] tạo ra bề mặt siêu kỵ nước trên hợp kim magiê bằng cách ngâm trong dung dịch nước xeri nitrat (20 phút). Jun và cộng sự. [3] đã tạo ra một bề mặt siêu kỵ nước bằng mô phỏng sinh học ổn định trên hợp kim magiê được chế tạo bằng cách xử lý trước quá trình oxy hóa vi cực và tiếp theo là sửa đổi hóa học dựa trên hiệu ứng bông sen. Li và cộng sự. [4] đã chuẩn bị các màng mỏng magie bằng phún xạ magnetron thiên vị.

Mô phỏng sinh học siêu kỵ nước
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J, et al. Bioinspired xây dựng bề mặt hợp kim Mg-Li với tính siêu kỵ nước ổn định và cải thiện khả năng chống ăn mòn. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. Hình thành nhanh chóng bề mặt siêu kỵ nước trên hợp kim magiê được phủ một lớp màng ôxít xeri bằng quy trình ngâm đơn giản ở nhiệt độ phòng và tính ổn định hóa học của nó. Langmuir, 2010, 26: 9749–9755
[3] Jun LA, Guo ZG, Fang J, et al. Chế tạo bề mặt siêu kỵ nước trên hợp kim magie. Chem Lett, 2007, 36: 416–417
[4] Xiang X, Fan GL, Fan J, et al. Màng ferit magiê siêu thuận từ và xốp được chế tạo thông qua con đường tiền chất. J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.