超光滑,防水表面模仿莲花叶子的纹理

俄亥俄州州立大学工程师正在设计超级光滑,防水表面,模仿莲花叶子的纹理。

专利待处理的技术可能导致自清洁玻璃,并且还可以减少微生物内的微小移动部件之间的摩擦。

科学家们长期以来众所周知,莲花或睡莲是一种良好的防水表面模型,解释了Bharat Bhushan,俄亥俄州杰出学者和霍华德D. Winbigler在俄亥俄州的机械工程教授。叶子是蜡状,覆盖着微小的凸起,所以水滚下来。

在研究莲花叶时,Bhushan意识到可以利用相同的纹理来减少机器上移动部件之间的摩擦。小型机器,例如在微型和纳米技术领域开发的小机器不能通过正常手段润滑,并且特别受益于该技术。

“一般来说,对防水性有益的是对抗摩擦有益,”Bhushan说。

但是,当谈到设计高科技表面时 - 例如,防水车载挡风玻璃或微机芯上的低摩擦接头 - 只是复制莲花叶是不够的。在某些情况下,凸起的蜡质表面实际上可以变得粘。

“人们不知道是什么样的表面是最佳的,”他说。

因此,他和他的同事已经建立了第一台计算机模型,用于计算不同材料和应用的最佳颠簸表面。欧洲杯足球竞彩

拥有合适的质地,制造商可以制作自清洁窗户。因为凸起将仅测量几纳米(百万米)的高,并且将由透明材料制成,窗户看起来像任何其他但仍然排斥水和污垢。这意味着在家庭和企业中较少的窗户清洁。

到目前为止,Bhushan的团队专注于建模不同尺寸和形状的颠簸。通过将水滴直接接触表面,模型辅助防水性的所有凸起。

因为凸起比液滴小得多,所以靠近在一起,因此它们不能穿液滴。事实上,如果液滴完全平衡,它就会在一个人可以安全地躺在钉子床上的方式上撒谎。Bhushan的模型计算如何以及在哪里放置凹凸,使液滴将以正确的方式与表面接触。

在汽车中,防水玻璃将通过帮助司机更好地提高安全性,特别是在恶劣天气下。

现在,司机可以在汽车窗口上喷涂涂层,以完成同样的事情,但这些涂料磨损。由于新技术建立了疏水性进入窗口的表面,因此它将继续为窗口的寿命工作。

虽然司机可能会在较少的窗户清洁的想法上高兴,但是Bhushan最兴奋的是,他的技术可以为微电子做些什么。2001年,他的团队开发了一种用于测量微鼠内移动部件之间的摩擦的第一种直接方法,自从致力于减少这种摩擦的方法。

Bhushan的工业伙伴的一些是建造基于光的电子产品,其中微小的镜子移动以反射不同方向的光。其他人正在使用非常小的传感器,检测和处理化学样品。两种设备都太小,无法在移动部件上使用传统润滑剂。

消除对润滑剂的需求的一种方法是将光滑表面构建到每个单独的部分上。Bhushan怀疑他的莲花叶子表面可能会做这项工作。制造商将不得不使用他的模型来弄清楚哪个尺寸和形状颠簸最适合其应用。

Bhushan一直在支持这项工作与他自己的内部实验室基金,他需要一个工业伙伴进一步携带工作。他希望为科学研究制作一些非常高质量的纹理材料,因此他必须在洁净的房间设施购买时间 - 这种计算机芯片制造商使欧洲杯足球竞彩用。

http://www.osu.edu/

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