Su İtici Süper Malzemeler Artık Gerçek Dünya için Yeterince Dayanıklı
Fotoğraf : Yüzeyin nasıl göründüğünün ve yapının suyu nasıl ittiğinin şematik bir temsili.
Süperhidrofobik yüzeyler suyu başka hiçbir şey gibi itmez. Bu, onları antimikrobiyal kaplamalar için son derece yararlı hale getirir – çünkü bakteriler, virüsler ve diğer patojenler yüzeylerine yapışamaz. Bununla birlikte, süperhidrofobik yüzeylerin bir büyük kusuru vardır – kesilmelere, çizilmelere veya eziklere karşı son derece hassastırlar. Süperhidrofobik bir yüzey hasar görürse, hasarlı alan sıvıları tutabilir ve kaplamanın faydaları kaybolur. Yine de, şimdi, Çin ve Finlandiya’daki araştırmacılar arasındaki bir işbirliği, keskin ve körelmiş nesnelerden tekrarlanan darbeler alabilen ve yine de dünya rekoru etkinliğiyle sıvıları itebilen zırh kaplı bir süperhidrofobik yüzey geliştirdi.
Bu haftanın Nature sayısının kapak özelliği olan araştırma , metal, cam veya seramikten yapılabilen süperhidrofobik yüzeyler tasarladı. Yüzeyin süperhidrofobik özellikleri, her tarafına yayılmış nano boyutlu yapılardan gelir. Hüner, malzemenin yüzeyini, küçük ters piramitlerin petek benzeri bir yapıya göre şekillendirmektir. Kırılgan su itici kimyasal daha sonra peteğin içerisinin yüzeyine kaplanır. Bu, herhangi bir sıvının yüzeye yapışmasını önler ve kırılgan kimyasal kaplama, piramidin duvarlarının zarar görmesine karşı korunur.
Araştırma grubu projenin bir parçası olan Aalto Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Profesör Robin Ras, “Zırh neredeyse her malzemeden yapılabilir, yüzey çerçevesinin güçlü ve sağlam olmasını sağlayan bağlantıdır.” “Zırhı farklı boyutlarda, şekillerde ve malzemelerde peteklerle yaptık. Bu sonucun güzelliği, birçok farklı malzemeye uyan ve bize çok çeşitli dayanıklı su geçirmez yüzeyler tasarlama esnekliği veren genel bir konsept olmasıdır.”
Biyomedikal teknoloji için yararlı antimikrobiyal özelliklerinin yanı sıra, süperhidrofobik yüzeyler daha genel olarak sıvı itici bir yüzey gerektiren herhangi bir uygulamada kullanılabilir. Bir örnek, zamanla nem ve kir birikmesinin emebilecekleri ışık miktarını bloke ederek elektrik üretiminin azaldığı fotovoltaiklerdir. Süperhidrofobik cam yüzeyden bir güneş paneli yapmak, verimliliklerini uzun süre koruyacaktır. Ayrıca, güneş pilleri genellikle çatı üstlerinde ve ulaşılması zor diğer yerlerde olduğu için, itici kaplamalar gereken temizleme miktarını azaltacaktır.
“Ayrıştırılmış tasarımı kullanarak, sağlam bir süperhidrofobik yüzey tasarlamak için yeni bir yaklaşım getiriyoruz. Gelecekteki çalışmalarımız bu yöntemi daha ileriye taşımak ve sağlam süperhidrofobik yüzeyleri farklı malzemelere aktarmak ve ticarileştirmek” dedi bu araştırmaya katılan Chengdu’daki Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi’nden grubun lideri Profesör Xu Deng.
Süperhidrofobik yüzeyler için diğer arzu edilen uygulamalar arasında, kırılgan malzemeler için uzun süreler boyunca koşulların çok zor olabileceği makineler ve araçlar da bulunur. Bu çalışma ortamlarını simüle etmek için, araştırmacılar yeni yüzeylerini haftalarca 100 ° C’de kesintisiz pişirme, saatlerce yüksek derecede aşındırıcı sıvılara daldırma, yüksek basınçlı su jetleri ile patlatma ve onları aşırı nemde fiziksel zorlamaya maruz bırakma gibi aşırı koşullara maruz bıraktılar. Yüzeyler hala eskisi kadar etkili bir şekilde sıvı itebilirdi.
Artık bu yeni malzeme tasarımının güçlü yönleri gösterildiğine göre, gelecekteki araştırmalar gerçek dünya uygulamalarındaki geniş potansiyelini keşfedecek.
Kaynak: sciencedaily.com
