Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Исследователи сообщают, что

Исследователи сообщают, что

Опубликовал: Admin, 25-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 42, 0

Исследователи сообщают, что

Междисциплинарная группа, изучающая физические и химические свойства крыльев насекомых, продемонстрировала способность воспроизводить наноструктуры, которые помогают крыльям цикады отталкивать воду и предотвращать распространение бактерий на поверхности. Новая технология, в которой используется коммерческий лак для ногтей, экономична и проста, и, по словам исследователей, она поможет в производстве будущих высокотехнологичных водонепроницаемых материалов.

Команда использовала упрощенную версию процесса изготовления, называемую литографией наноимпринтинга, чтобы создать шаблон сложных столбчатых наноструктур на крыльях Neotibicen pruinosus, однолетней цикады, обитающей в центральном регионе США. Шаблоны полностью растворяются и создают копии, которые в среднем составляют 944% высоты столба и 106% от исходной крыло , или диаметр столба главной конструкции, сказали исследователи.

Результаты исследования опубликованы в журнале Нано-буквы .

«Мы решили работать с крыльями этого вида цикад, потому что наши прошлые работы демонстрируют, как сложные наноструктуры на их крыльях обеспечивают выдающуюся способность отталкивать воду. Это очень желательное свойство, которое будет полезно во многих приложениях в области материаловедения, например, в самолетах. от крыльев к медицинскому оборудованию ", - сказала Марианна Аллейн, профессор энтомологии Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, которая руководила исследованием вместе с Дональдом Кропеком из исследовательской лаборатории инженерного строительства армии США и Ненадом Мильковичем. профессор механики и инженерии в Иллинойсе.

По словам исследователей, литография с наноимпринтингом не нова, но может быть трудоемкой и дорогой. В некоторых подходах используются токсичные материалы, которые могут повредить исходный скопированный объект, например, нежное крыло цикады. Другие требуют высоких температур, несовместимых с биологическими образцами, такими как растения или насекомые.

«Наш процесс позволяет нам делать это в открытой лаборатории при комнатной температуре и атмосферном давлении», - сказал Кропек. «Мы используем лак для ногтей и медицинский спирт, который не повреждает тонкие наноструктуры крыльев».

В лаборатории команда наносит быстросохнущий лак для ногтей прямо на крыло цикады, которое затем оставляют для высыхания при комнатной температуре.

«Было нелегко найти правильную формулу лака для ногтей, потому что мы хотим избежать такой формулы, которая деформирует или растягивает шаблон во время удаления», - сказал Аллейн. После завершения шаблон можно покрыть полимером или металлом, а затем растворить его, оставив только аналог металла или полимера.

Чтобы показать универсальность нового метода, команда экспериментировала с двумя очень разными материалами-репликами: металлической медью и гибким органическим полимером на основе кремния, называемым PDMS.

«Мы показали, что этот метод совместим с Физическим осаждением из паровой фазы И электрохимическим осаждением металлов, оксидов или керамики, а также с химическим осаждением из паровой фазы и нанесением покрытий на более мягкие материалы, такие как полимеры», - сказал Милькович.

«Медь особенно интересна для нас из-за присущих ей антимикробных свойств, и наша предыдущая работа показывает, что некоторые виды Cicada Проявляют антимикробные свойства на своих крыльях», - сказал Аллейн. «Мы не знаем, являются ли химические вещества на поверхности крыла или физические наноструктуры, или сочетание химии и топографии, которые вызывают бактерицидную активность, но возможность производить материалы с различным химическим составом и структурой поможет нам ответить этот фундаментальный вопрос. Этот новый, относительно простой метод изготовления в конечном итоге поможет нам разрабатывать многофункциональные инженерные материалы ».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии