نسل جدید شیشه‌های خودتمیزشونده

به گزارش تعامل نیوز، به لطف تحقیقی که توسط دانشمندان بخش تحقیقات پلیمری موسسه «ماکس پلانک» در «ماینز» و دانشگاه فنی «دارمشتات» صورت گرفته است، در آینده نزدیک عینک‌ها نیازی به تمیز شدن نخواهند داشت و شیشه‌های کثیف خودرو بخشی از گذشته خواهند بود.

آنها از دوده شمع برای تولید یک روکش اَبَرآبگریز شفاف که از شیشه ساخته شده است، بهره برده‌اند. آب و روغن از روی این روکش لغزیده و هیچ چیزی پشت سر خود باقی نمی‌گذارند. حتی زمانی که این روکش استفاده از روش ماسه‌پرانی (سندپلاست) آسیب می‌بیند، این ویژگی را حفظ می‌کند.

این ماده خاصیت خود را مدیون نانوساختار خود است. سطوح روکش‌دهی شده با استفاده از این ماده می‌توانند در هر کاربردی که کثیفی یا حتی لایه نازکی از آب مضر بوده و یا ایجاد مزاحمت می‌کند، مورد استفاده قرار بگیرند. به ‌عنوان مثال از کاربردهای دیگر این ماده می‌توان به استفاده از آن در شیشه‌های آسمانخراش‌ها یا ابزارهای پزشکی اشاره کرد.

این روکش از یک ماده بسیار ساده یعنی سیلیکا ساخته شده است که ماده اصلی تشکیل‌دهنده تمام شیشه‌هاست. محققان سطوح سیلیکایی را با یک ترکیب فلوئورید سیلیکونی روکش‌دهی کرده و ویژگی دفع آب و روغن را در این سطوح ایجاد کردند.

بخش هوشمندانه این کار ساختار بسیار جالب این روکش است.

ساختار این لایه شبیه یک مارپیچ اسفنج ‌مانند از حفرات کاملاً بی‌نظم است؛ دیواره‌های این مارپیچ از کُره‌های بسیار کوچک ساخته شده است.

دوریس وولمر، یکی از دانشمندان موسسه «ماکس پلانک» که این کار را رهبری کرده است، می‌گوید: این سطوح گرد حتی با استفاده از روغن‌های با ویسکوزیته پایین نیز تر نمی‌شوند، حتی اگر این تر شدن از نظر انرژی مطلوب باشد.

دلیل این امر این است که مایعاتی که حتی سطوح فلوئورینه را تر می‌کنند، باید روی این کُره‌ها که دارای اندازه 60 نانومتر هستند، فشرده شوند تا یک فیلم را روی سطح تشکیل دهند. این کار به انرژی بسیار بالایی نیاز دارد.

«وولمر» می‌افزاید: ما حتی می‌توانیم این روکش را روی شیشه‌های مربا نیز استفاده کنیم. دوده شعله یک شمع به ‌عنوان مدلی برای ساختار حفره‌ای این کُره‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

این محققان یک اسلاید شیشه‌یی را روی شعله شمع گرفتند تا ذرات دوده به قطر 40 نانومتر یک ساختار اسفنج ‌مانند را روی شیشه ایجاد کنند.

مرحله بعدی، روکش‌دهی این ساختار با سیلیکا در یک ظرف شیشه‌یی بود؛ برای این کار یک ترکیب آلی سیلیکونی فرّار و آمونیاک به ‌روش رسوب‌دهی بخار روی سطح نشانده شدند.

حرارت دادن این ساختار موجب تجزیه دوده شد. گام بعدی رسوب‌دهی بخار یک ترکیب فلوئورید سیلیکونی روی ساختار توخالی سیلیکا بود.

سپس آنها تلاش کردند این سطح را با استفاده از مایعات مختلف تر کنند که موفق نشدند. حتی زمانی که قطرات هگزادکان از ارتفاع زیاد روی این سطح چکانده شد، ترشدگی صورت نگرفت. در صورتی که هگزادکان روی یک تابه نچسب چکانده شود، شبیه آب در یک لگن دستشویی روی آن پخش می‌شود.

جزئیات این کار در مجله «Science Express» منتشر شده است.

/ 0 نظر / 39 بازدید