Yeni Nanofiber Halılar Yapışkan veya Yalıtıcı Özelliklere Sahip Yüzeylere Yol Açabilir
Fotoğraf : Muz şeklindeki nanoliflerin bir elektron mikroskobu görüntüsü sıvı kristal ile templated edildi. Kaynak:Kenneth Cheng, Lahann Lab, Michigan Mühendisliği.
Kutup ayısı kürkünün, lotus yapraklarının ve gecko ayakların olağanüstü özelliklerinden esinlenen mühendislik araştırmacıları, diğer olasılıkların yanı sıra, yapışkan, itici, yalıtıcı veya ışık yayan kaplamalar oluşturabilen nanofiber dizileri yapmak için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Kutup ayısı kürkünün, lotus yapraklarının ve gecko ayakların olağanüstü özelliklerinden esinlenen mühendislik araştırmacıları, diğer olasılıkların yanı sıra, yapışkan, itici, yalıtıcı veya ışık yayan kaplamalar oluşturabilen nanofiber dizileri yapmak için yeni bir yöntem geliştirdiler.
Michigan Üniversitesi’nde kimya mühendisliği profesörü ve Science dergisinin kıdemli yazarı Joerg Lahann, “Bu, hayal edebileceğimden herşey den farklı ve ben bunun olduğunu imkansız olduğunu düşünmüştüm”diyor bu nanofiber maddeler için U-M ve Wisconsin Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bir insan saçıyla yüzlerce kat daha ince lifler dizisi yapmak için yeni ve güçlü bir yöntem ortaya koyan biraz şaşırtıcı keşifler yaptılar.
Kutup ayısı kılları, ısı kaybını önlerken ışığın içeri girmesine izin verecek şekilde yapılandırılmıştır. Su itici lotus yaprakları, mikroskopik balmumu tübülleri dizileri ile kaplı halde bulunur.Ve yerçekimine meydan okuyan gecko ayakların diplerindeki nano ölçekli tüyler, atomik çekim kuvvetlerinin ortaya çıktığı diğer yüzeylere çok yakındır.Bu süper güçleri ve daha fazlasını taklit etmek isteyen araştırmacılar, bu işlerin tümünü yapabilecek küçük dizileri yaratmanın yolunu arıyorlardı.
Lahann, “Temel olarak, bu, nanofiber diziler yapmanın tamamen farklı bir yoludur.” Diye belirtiyor.
Araştırmacılar, nano liflerinin, lotus yaprakları gibi suyu ittiğini gösterdi. Düz ve kavisli lifler ürettiler ve Velcro gibi birbirine yapıştıklarını test ettiler – bu, saat yönünde ve saat yönünün tersine bükülmüş liflerin, iki düz lif dizisinden daha sıkı bir şekilde birbirine örtüldüğünün keşfini sağladı.
Ayrıca optik özelliklerle deneyler yaparak, parıldayan bir malzeme yapıldı. Daha sonra bu malzemenin kutup ayısı kürkü gibi çalışan bir yapı gibi ışık kanalına göre yapılandırılmış bireysel fiberlerle yapmanın mümkün olacağı fikri ortaya atıldı.
Ancak moleküler halılar orijinal plan değildi. Lahann’ın grubu, UW-Madison’da kimya mühendisliği profesörü olarak, Polimer olarak adlandırılan zincir benzeri moleküllerin ince filmlerini sıvı kristallerin üstüne koymak için Nicholas Abbott’ın ekibi ile çalışıyordu. Sıvı kristaller, televizyonlar ve bilgisayar ekranları gibi ekranlarda kullanım olarak en iyi bilinen kullanım alanıdır.Tek molekülleri tespit edebilecek sensörler yapmaya çalışıyorlardı.
Lahann, ince filmler üretme konusundaki uzmanlığını kullanırken Abbott, likit kristallerin tasarımını ve üretimini gerçekleştirdi. Tipik deneylerde, Lahann’ın grubu zincirdeki tek bağları buharlaştırır ve bunları yüzeylere yoğunlaşmaya doğru düzenler. Ancak ince polimer filmler bazen beklendiği gibi sonuca ulaşamamıştır.
Abbott, “Bu keşif, işler planlandığı gibi gitmediğinde bilim ve mühendislik alanındaki en iyi ilerlemelerin meydana geldiği görüşümüzü güçlendiriyor.” Dedi. “Sadece uyanık olmanız ve başarısız deneyleri fırsat olarak görmeniz gerekiyor.”
Sıvı kristalin üstünü kaplamak yerine, bağlantılar sıvı üzerine kaymış ve cam slaytta birbirine bağlanmıştır. Sıvı kristal daha sonra nano ölçekli halılar oluşturarak dipten büyüyen nano liflerin şekillerini almaya doğru yönlendirmiştir.
Abbott, “Sıvı bir kristal nispeten düzensiz bir sıvıdır, ancak oldukça iyi tanımlanmış uzunluklara ve çaplara sahip nanofiberlerin oluşumunu şablonlayabilir.” Dedi.
Ve araştırmacılar sadece düz iplikçikler yapmadılar. Sıvı kristale bağlı olarak, mikroskobik muz şekline sahip veya merdivenler gibi kavisli lifler üretebildiler.
Lahann, “Kimya üzerinde çok fazla kontrole sahibiz, liflerin türü, liflerin mimarisi ve bunları nasıl biriktirdiğimiz,” dedi. “Bu, yüzeyleri sadece iki boyutlu ince filmlerle değil, üç boyutlu olarak tasarlayabileceğimiz için gerçekten çok fazla karmaşıklık katıyor.”
Kaynak : sciencedaily.com
