Materiały inspirowane naturą: liść lotosu

lisc

Liść lotosu posiada unikalną mikrostrukturę wraz z  podobną do wosku powłoką pozwalającą na skuteczne spływanie po nim kropel wody poprzez zjawisko niemalże zerowej zwilżalności. Wzorując się na “technologii” matki natury, profesor z University of Virginia wpadł na pomysł aby zastosować ten sam sposób usuwania wody w przypadku konstrukcyjnych metali oraz tworzyw sztucznych.

Mool Gupta opracował metodę przy użyciu laserów wysokiej mocy oraz dostępnej nanotechnologii aby stworzyć podobną wodoodporną strukturę, przechwytującą zarazem promienie słoneczne i przeciwdziałającą gromadzeniu się kryształków lodu. Materiał taki mógłby być stosowany na dużych powierzchniach mianowicie w wyrobach dla których lód stanowi ogromne zagrożenie jak np. w lotnictwie, przemyśle samochodowym, wojskowym, ochronie wież komunikacyjnych, noży czy też konstrukcji elektrowni wiatrowych, mostów, dachów, statków, anten satelitarnych a nawet desek snowboardowych. W przypadku lotnictwa cywilnego jak i wojskowego może to całkowicie wyeliminować lub wielokrotnie ograniczyć procedury odmrażania takie jak: drapanie czy stosowanie środków chemicznych jak glikol na skrzydłach samolotu. Dla mieszkańców mroźnych krain takich jak syberia, skandynawia, alaska których to systemy łączności polegają na wieżach komunikacyjnych, może to oznaczać że nie będą musieli narażać się na niebezpieczeństwo wychodząc na zewnątrz i zrywać lód za pomocą młotka i dłuta. Zdolność tego materiału do wychwytywania promieni słonecznych może zwiększyć wydajność ogniw słonecznych.

Prof. Gupta i jego zespół stworzyli pierwszy fragment wykonany z metalu który służy jak forma do masowej produkcji elementów z tworzywa sztucznego z tą samą mikrostrukturą powłoki liścia lotosu. Proces powielania jest podobny do stosowanego w produkcji płyt kompaktowych. Różnica tkwi jedynie w tym że dysk bazowy zawiera pewną informację, a w przypadku materiału replikuję się jego strukturę. Proces tworzenia wzoru metalicznej struktury wyglądał następująco: naukowcy wykorzystali laser o bardzo wysokiej energii, 20 milionów razy większej niż w przypadku znanego wskaźnika laserowego, skupiając wiązkę na powierzchni metalicznej próbki. Metal absorbował światło laserowe i ogrzewał się do temperatury topnienia około 1200 stopni Celsjusza. Proces pozwala na “rearanżację” powierzchni w celu utworzenia odpowiedniej mikrostruktury, będącej w dalszym ciągu matrycą dla wyrobów polimerowych. Bliższe szczegóły projektu nie są dokładnie sprecyzowane ponieważ wszystko jest na etapie badań oraz opracowywania wdrożenia technologii do potencjalnych zastosowań.

Źródła: 
[1] http://www.nsf.gov/discoveries/disc_summ.jsp?cntn_id=128855&org=NSF&from=news | 20.08.2013
[2] Lotus Leaf by YaPEX, flickr.com, CC by 2.0

Dodaj pierwszy komentarz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *