俄亥俄州立大学的工程师正在设计模仿莲花叶的质地的超级轻巧的水务表面。
正在申请专利的技术可能会导致自我清洁的玻璃,还可以减少微发频中微小的运动部件之间的摩擦。
长期以来,科学家已经知道,莲花(或水百合)是贝哈拉特·布山(Bharat Bhushan),俄亥俄州著名学者和霍华德·D·温比格勒(Howard D.叶子是蜡状的,上面覆盖着微小的颠簸,因此水滚下来。
在研究Lotus Leaf时,Bhushan意识到可以利用相同的纹理来减少机器上运动部件之间的摩擦。小型机器,例如在微技术和纳米技术领域开发的机器,无法通过正常手段润滑,并且尤其会从技术中受益。
“总的来说,对水的有益是有益的,这对打摩擦有益。”布山说。
但是,在设计高科技表面时 - 例如,在微马机械上使用水挡室挡风玻璃或低摩擦接头 - 仅复制莲花叶就不够了。在某些情况下,颠簸的蜡状表面实际上可能会变得粘稠。
“人们不知道哪种表面是最佳的,”他说。
因此,他和他的同事建立了第一个计算机模型,该计算机模型可以计算出不同材料和应用的最佳颠簸表面。欧洲杯足球竞彩
有了正确的质地,制造商可以制造自清洁的窗户。由于颠簸只能测量几纳米(百万分之一),并且由透明的材料制成,因此窗户看起来像其他任何东西,但仍然可以排除水和污垢。这将意味着在房屋和企业中更少的窗户清洁。
到目前为止,Bhushan的团队致力于建模不同尺寸和形状的颠簸。模型中包含的所有颠簸通过防止水滴直接接触表面来帮助水的驱逐。
由于颠簸比液滴小得多,并且靠近在一起,所以它们无法刺穿液滴。实际上,如果液滴完全平衡,它只会像一个人可以安全地躺在指甲床上的方式一样。Bhushan的模型计算了如何以及在何处放置凸起,以便液滴将以正确的方式接触表面。
在汽车中,防水玻璃可以通过帮助驾驶员更好地看待,尤其是在恶劣天气下提高安全性。
目前,驾驶员可以在汽车窗上喷涂涂料,以完成相同的事情,但是这些涂料磨损了。由于新技术会在窗户的表面上建立防水性,因此它将在窗户的一生中继续使用。
尽管驾驶员可能会为更少的窗户清洁的想法感到高兴,但Bhushan对他的技术对微电子的作用感到最兴奋。在2001年,他的团队开发了第一种直接方法来衡量微机械内运动部位之间的摩擦,此后他一直在研究减少摩擦的方法。
Bhushan的一些工业合作伙伴正在建造基于光的电子产品,其中Tiny Rigrors移动以反映不同方向的光。其他人正在研究检测和处理化学样品的非常小的传感器。两种设备都太小,无法在运动部件上使用传统的润滑剂。
消除润滑剂需求的一种方法是在每个部分上建立光滑的表面。Bhushan怀疑他的Lotus Leaf表面可能会完成这项工作。制造商只需要使用他的模型来弄清哪种尺寸和形状颠簸最适合其应用。
Bhushan一直在用自己的内部实验室资金来支持这项工作,他将需要一个工业合作伙伴来进一步进行这项工作。他想为科学研究制造一些非常高质量的质感材料,因此他必须在洁净室的设施中购买时间 - 善良的计算机芯片制造商使欧洲杯足球竞彩用。
来源:https://www.osu.edu/