CÁC NHÀ NGHIÊN CỨU TẠO RA BỀ MẶT CHỐNG THẤM NƯỚC TỐT NHẤT TỪ TRƯỚC ĐẾN NAY
10:24 - 25/10/2023
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một cơ chế mới làm cho giọt nước trượt khỏi bề mặt rắn, thách thức những ý tưởng hiện có về ma sát giữa bề mặt rắn và nước, mở ra một con đường mới để nghiên cứu tính trơn trượt của giọt nước ở cấp độ phân tử. Kỹ thuật mới này có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm hệ thống ống nước, quang học, ngành công nghiệp ô tô và hàng hải.
AI tạo ra hình ảnh chất lượng cao nhanh hơn 30 lần chỉ trong một bước
CẤU TRÚC NANO METALENS CÓ THỂ THƯƠNG MẠI HÓA VỚI CHI PHÍ THẤP?
YOLO v9: Vượt qua ranh giới phát hiện đối tượng theo thời gian thực
Chip mới mở ra cánh cửa cho điện toán AI với tốc độ ánh sáng
Xung quanh chúng ta, nước luôn tương tác với các bề mặt rắn. Nấu ăn, vận chuyển, quang học và hàng trăm công nghệ khác bị ảnh hưởng bởi cách nước bám dính vào bề mặt hoặc trượt ra khỏi chúng. Hiểu được động lực phân tử của những giọt cực nhỏ này giúp các nhà khoa học và kỹ sư tìm ra cách cải tiến nhiều công nghệ gia dụng và ngành công nghiệp.
Bề mặt giống chất lỏng là một loại bề mặt chống bám nước mới mang lại nhiều lợi ích kỹ thuật so với các phương pháp truyền thống. Chúng có các lớp phân tử có tính di động cao nhưng liên kết cộng hóa trị với chất nền, tạo cho bề mặt rắn có tính chất giống như chất lỏng, hoạt động giống như một lớp chất bôi trơn giữa các giọt nước và bề mặt. Một nhóm nghiên cứu đã tạo ra lớp phân tử giống như chất lỏng, được gọi là đơn lớp tự lắp ráp (SAM) trên bề mặt silicon.
Công việc của các nhà nghiên cứu là đi thẳng đến cấp độ nanomet để tạo ra các bề mặt không đồng nhất về mặt phân tử. Bằng cách điều chỉnh cẩn thận các điều kiện như nhiệt độ và hàm lượng nước, nhóm nghiên cứu có thể tinh chỉnh lượng bề mặt silicon mà lớp đơn lớp bao phủ.
Kết quả cho thấy độ trơn trượt tăng lên khi độ phủ SAM thấp hoặc cao, đây cũng là tình huống bề mặt đồng nhất nhất. Ở mức độ che phủ thấp, bề mặt silicon là thành phần chiếm ưu thế nhất và ở mức độ cao, SAM là thành phần chiếm ưu thế nhất.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng nước chảy tự do giữa các phân tử của SAM ở độ bao phủ SAM thấp và trượt khỏi bề mặt. Còn khi độ bao phủ SAM cao, nước vẫn ở trên SAM và trượt đi một cách dễ dàng. Chỉ khi ở giữa hai trạng thái này, nước mới bám vào SAM và bám vào bề mặt.
Phương pháp mới tỏ ra có hiệu quả đặc biệt khi nhóm nghiên cứu tạo ra bề mặt trơn trượt nhất trên thế giới đối với chất lỏng. Những thứ như truyền nhiệt trong đường ống, làm tan băng và chống sương mù là những ứng dụng tiềm năng. Nó cũng sẽ giúp ích cho vi lỏng, trong đó các giọt nhỏ cần được di chuyển xung quanh một cách trơn tru và tạo ra các bề mặt tự làm sạch. Chi tiết tham khảo tại:
Liwei Chen, Shilin Huang, Robin H. A. Ras, Xuelin Tian. Omniphobic liquid-like surfaces. Nature Reviews Chemistry, 2023; 7 (2): 123 DOI: 10.1038/s41570-022-00455-w
(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: info@imc.org.vn Website: https://imc.org.vn