ابرآبگریزی حتی زیر آب!

تیمی از محققان دانشگاه فلوریدای مرکزی، نانومواد جدیدی ساخته‌اند که آب را دفع کرده و حتی در زیر آب نیز می‌تواند، خشک بماند.

کد خبر: ۹۶۴۴۶۸

جمعه - ۲۶ شهريور ۱۴۰۰ / September 17, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، این کشف می‌تواند مسیر‌های تازه‌ای برای توسعه سطوح کارآمدتر دافع آب، سلول‌های سوختی و حسگر‌های الکترونیکی برای تشخیص سموم باز کند. نتایج این پروژه در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.

دباشی گاندا، استاد مرکز فناوری نانوعلم در دانشگاه فلوریدای مرکزی، تیمی را هدایت کرده که این فیلم‌ها و پوشش فوق آبگریز جدید را از نانومواد ساخته است. او از طبیعت و تکامل برخی گیاهان و گونه‌های زیستی الهام گرفته است.

چاندا می‌گوید: «خاصیت آب‌گریزی ابزار طبیعت برای محافظت و پاکسازی گیاهان و حیوانات در برابر عوامل بیماری‌زا مانند قارچ‌ها و رشد جلبک‌ها است. ما نشانه‌های خود را از ساختار برگ نیلوفر آبی گرفتیم و مواد نانوساختار را براساس بلور‌های مولکولی فولرن سنتز کردیم.»

فولرن‌ها (C ۶۰ و C ۷۰) آلوتروپ‌های کربن هستند که در شرایط خاص، ۶۰ یا ۷۰ اتم کربن در کنار هم تولید چنین مولکول کربنی را می‌دهد که می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و یک ساختار بسته مانند قفس ایجاد کنند. این قفس‌ها می‌توانند روی هم چیده شوند و بلور‌های بلندی به نام فولریتز ایجاد کنند.

چاندا می‌گوید با قرار دادن یک قطره ژل ایجاد شده از فولریتز روی هر سطحی، حالت ابرآب‌گریزی ایجاد می‌شود. ساختار منحصر به فرد قفس مانند ژل با سطح تداخل ندارد، به این معنی که سطح خواص عملکردی منحصر به فرد خود را حفظ می‌کند. این بدان معناست که این سطح فوق‌العاده می‌تواند به‌طور بالقوه برای ضدعفونی کردن باکتریایی، تولید هیدروژن یا به‌عنوان الکتروکاتالیست مورد استفاده قرار گیرد.

چاندا می‌گوید: «به‌عنوان مثال، این ژل جدید، تقسیم الکتروکاتالیزی را آسان‌تر می‌کند که می‌تواند منجر به کارآمدتر شدن پیل‌های سوختی شود. همان ژل می‌تواند منجر به ساخت گیرنده‌های بهتر الکترون شود که در توسعه آشکارساز‌ها و حسگر‌های بسیار حساس برای گاز‌های سمی وجود آن‌ها کلیدی است. در این فناوری پتانسیل زیادی وجود دارد و این بسیار هیجان‌انگیز است.»

اکثر سطوح آب‌گریز که قبلاً گزارش شده‌اند نیازمند طراحی الگو‌های میکروسکوپی که شامل لیتوگرافی پیچیده یا فرایند‌های اچینگ است، که نمی‌توانند روی همه سطوح انجام شوند. همه سطوح آبگریز که قبلاً ایجاد شده بودند خشک نمی‌مانند، وقتی بیشتر از چند دقیقه در عمق مشخصی از آب غوطه‌ور می‌شوند، خیس خواهند شد.

چاندا می‌گوید: «ما دریافتیم که فیلم‌های فولریت بدون توجه به جهت جریان آب و حتی تحت جریان مداوم آب بر روی آن‌ها، خاصیت ابرآب‌گریزی شدیدی از خود نشان می‌دهد. حتی وقتی چندین ساعت در ارتفاع ۲ فوتی آب غوطه‌ور می‌شوند، فیلم‌ها همچنان خشک می‌مانند.»