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食虫植物提供新的纳米技术

哈佛大学的科学家创造了一种材料,可以排斥任何类型的液体,包括血液和油,甚至在高压和冰冻温度等恶劣条件下也能这样做。9月22日出版的“自然”杂志中描述的生物启发式液体排斥技术应该应用于生物医学流体处理,燃料运输,防污和防冰技术。它甚至可以导致自清洁窗户和改进的光学设备。

“受到猪笼草的启发,我们开发了一种新的涂料,其性能优于天然和合成的涂料,为液体和固体防护提供了简单而通用的解决方案,”首席研究员Joanna Aizenberg说道,Amy Smith Berylson哈佛大学材料科学教授工程与应用科学学院(SEAS),哈佛大学Bionano科学与技术学院Kavli研究所所长,以及哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的核心教员。

相比之下,目前最先进的液体排斥表面已经从植物世界的不同成员那里获得了线索。由于表面微小的微观纹理,莲花的叶子抵抗水;液滴平衡在表面尖端的空气垫上并成珠状。然而,所谓的莲花效应对于有机或复杂液体效果不佳。此外,如果表面受损或受到极端条件的影响,液滴倾向于粘附或沉入纹理而不是滚落。最后,基于莲花策略,已经证明制造昂贵且难以制造表面。

投手工厂采用了根本不同的方法。植物不是使用类似毛刺的充气纳米结构来排斥水,而是锁定在水层中,在顶部形成光滑的涂层。简而言之,流体本身成为驱避表面。“这种效应类似于汽车水上飞机,轮胎在水面而不是在道路上滑行,”主要作者,Aizenberg实验室的博士后研究员Tak-Sing Wong说。“在不幸的蚂蚁的情况下,他们脚底的油不会粘在植物上的光滑涂层上。就像浮在水坑表面的油一样。“受到投手工厂优雅解决方案的启发,科学家设计了一种策略,通过将纳米/微结构多孔材料注入润滑液来创建光滑的表面。他们将生成的生物表面“SLIPS”称为滑动的液体注入多孔表面。

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