Цивилизация
«Наноштаны», которые прежде поминались лишь в уничижительном смысле для обозначения сомнительных результатов практического применения нанотехнологий, начинают обретать материальность.
Как сообщает Американское химическое общество, ученым из Нью-Джерси удалось создать принципиально новый материал с очень низкой адгезией, способность которого сбрасывать с себя любую жидкость может быть легко включена и выключена с помощью электрического переключателя. Материал, названный «наногвозди», может найти себе очень широкое применение — гораздо шире, чем в пошиве штанов, к которым не пристает слякоть и грязь. Он может быть использован в качестве технологического покрытия трущихся конструкций, а также в электрических источниках питания нового поколения.
Статья ученых должна появиться в новогоднем выпуске журнала Langmuir, издаваемого Американским химическим обществом.
Усилия по созданию универсального отталкивающего материала, способного одинаково хорошо противостоять прилипанию жидкостей различной природы, ведутся уже давно. Однако создав поверхности, отталкивающие воду и некоторые другие полярные растворители, ученые столкнулись со сродством этих материалов к большому количеству разнообразных органических растворителей и масел, легко растекающихся на их поверхности. Материал же, созданный Томом Крупенкиным и его коллегами, по заверениям самих разработчиков, обладает той самой универсальностью в деле отталкивания жидкостей.
Его поверхность представляет собой ряды субмикронных образований, по форме сильно напоминающих гвозди, которые и определяют уникальные поверхностные свойства.
Шляпка гвоздя образована тонким слоем диэлектрического оксида кремния SiO2, в то время как ножка сформирована из полупроводникового материала – чистого кремня. При приложении небольшого электрического напряжения к таким структурам, как диэлектрик-полупроводник, легко добиться формирования электрического поля высокой напряженности, которое резко меняет свойства поверхности. Кроме того, вся поверхность покрыта тонким слоем инертного полимерного материала – фторопласта (тефлона).
Так, абсолютно не смачиваемая поверхность может быть легко обработана водой при необходимости с помощью приложения небольшого электрического напряжения. При этом жидкость как бы засасывается в пространство между «гвоздями». Природа жидкости при этом не имеет решающего значения и «наногвозди» показывают приблизительно одинаковую эффективность как в случае воды и низших спиртов, так и в случае маслянистых органических веществ.
Кроме того, «наногвозди» могут быть использованы в синтетических и аналитических технологиях будущего при создании микрореакторов для проведения химических превращений или каналов для подачи жидкости в микроструктуры типа «лаборатория-на-чипе» (lab-on-a-chip).
