Інженери з Північно-Каролінського університету розробили наделастичний матеріал, який відштовхує майже будь-яку рідину та витримує сильне розтягнення.
Про це пише видання Interesting Engineering.
Замість хімічних покриттів дослідники використовували лазерну абляцію — метод, коли лазером створюють мікроструктури на поверхні матеріалу. Завдяки цьому відпала потреба в агресивних розчинниках.
Матеріал зберігає свої властивості навіть при розтягуванні у п’ять разів від початкової довжини та після понад 5 тисяч циклів розтягування та стискання. Це означає, що його можна тягнути, згинати та скручувати без втрати здатності відштовхувати рідини.
«Суперомніфобні матеріали можуть відштовхувати практично будь-яку рідину — від води до сильних кислот і лугів», — пояснює Арун Кумар Кота, доцент механіки та аерокосмічної інженерії в NC State.
Вони корисні у різних сферах, зокрема у м’якій робототехніці, де матеріали мають витримувати складні умови та змінювати форму.
Раніше такі поверхні створювали, розпилюючи на матеріал наночастинки в розчиннику. Покриття ставало шорстким і не давало рідинам прилипати.
Однак при сильному розтягуванні покриття відшаровувалося, що обмежувало його використання.
Щоб вирішити цю проблему, команда Коти спершу додавала мікроколонки на поверхню перед нанесенням покриття. Але у новому дослідженні покриття взагалі не використовували. «Ми замість розпилення застосували лазер, який формує і мікроколонки, і шорстку поверхню, що створює суперомніфобність», — пояснює Кота.
Для налаштування лазера — потужності, швидкості та частоти імпульсів — вчені використали машинне навчання. Модель допомагала знаходити оптимальні параметри без довгих спроб і помилок.
Процес протестували на еластомері, модифікованому фторкарбоновим силаном для кращої водовідштовхуваності. Матеріал залишався суперомніфобним при 400% розтягненні та після понад 5 тисяч циклів. Дослідники також аналізували, як розтягнення впливає на кути контакту, тиск і ковзання рідин по поверхні.
«Ми створили платформу для виготовлення наделастичних суперомніфобних матеріалів без хімічних розчинників і без сотень тисяч експериментів», — каже Кота.
За словами дослідників, така технологія може використовуватися для штучної шкіри, м’яких роботів, носимої електроніки та захисних текстильних покриттів у складних умовах.
Читайте також:
- Змінюють колір. Вчені створили інноваційні напівпровідникові матеріали
- Революція у 3D-друці — максимум сили за мінімум матеріалу. Нова технологія робить деталі легшими та міцнішими
- Замість літію — магній і цинк. ШІ знайшов нові матеріали для батарей
