У естественных поверхностей, которые отражают воду, такую как листья лотоса или крылья бабочки, часто есть грубая, структура микромасштаба, которая заманивает воздух в ловушку ниже жидкой капельки. Подражая этим биологическим структурам, исследователи развивали ‘супергидрофобные’ покрытия, которые являются очень стойкими к смачиванию. Одна уловка, неизвестная природе, однако, является способностью отразить основанные на углеводороде масла, которые имеют намного более низкое поверхностное натяжение, чем вода и имеют тенденцию распространяться, а не украшать бисером.
Цзя Минь Чин и коллеги от Института A*STAR Исследования Материалов и Разработки и Института A*STAR Биоинженерии и Нанотехнологий в Сингапуре теперь обнаружили, что простая процедура синтезирует интерфейсы ‘omniphobic’, которые отражают и нефть и воду, используя запутанные, металлически-органические кристаллические структуры, имеющие форму гриба.Недавние усилия к поверхностям omniphobic сосредоточили на производстве reentrant структуры микромасштаба, которые изогнули формы, которые неотъемлемо сохраняют воздушные ямы. Эти структуры предотвращают нефть от смачивания поверхности и стабилизируют украшенное бусами государство капельки. В настоящее время сложные и трудоемкие литографские методы фальсификации необходимы, чтобы произвести такие структуры.
Подбородок и коллеги исследовали ‘восходящую’ стратегию синтезировать omniphobic фильмы, используя металлически-органические структуры (министерства финансов) – комплексы, которые соединяют металлические ионы в многомерные структуры, используя основанные на углеводороде связи. Предыдущие исследования показали, что содержащее алюминий министерство финансов, известное как NH2-MIL-53 (Эл), может управляемо сформироваться микро – и наноразмерные пруты и иглы.
Команда подозревала, что подходящие синтетические условия могли привести к непосредственному росту иглы вверх от основания, формируя микрогрубую поверхность с многочисленными пойманными в ловушку воздушными ямами.Чтобы достигнуть этого, исследователи смешали своего предшественника министерства финансов с алюминиевой окисной мембраной и применили ‘гидротермальное’ высокое давление высокой температуры водные условия реакции. Это привело к перпендикулярно выровненным иглам с обеих сторон мембраны.
Затем, команда столкнулась с проблемой преобразования игл в кривые структуры, подходящие для отпора нефти. После многих попыток они определили важную подсказку – измененные мембраны, ‘пущенные в ход’ сверху водных поверхностей из-за их супергидрофобного характера.
Подбородок и ее команда эксплуатировали этот плавающий эффект, приостанавливая покрытую микроиглой мембрану в водном растворе предшественника министерства финансов. Дополнительный рост министерства финансов произошел только на смоченных подсказках игл, расширив прозрачные основы в подобные грибу заглавные буквы (см. изображение).
Управляя временем реакции, чтобы произвести целенаправленный размер кепки, omniphobic исследователей появляются успешно отраженные масла углеводорода длинной цепи.Подбородок отмечает, что этот настольный, химический процесс приводит к результатам, ранее ограниченным средствами с дорогим, высокотехнологичным оборудованием. «Наша цель состояла в том, чтобы развивать простые методы для изготовления интересных структур, которые доступны для ученых во всем мире», говорит она.