พื้นผิวกันน้ำที่ดีที่สุดในโลก

นักวิทยาศาสตร์ ชาวฟินแลนด์ ได้คิดค้นวัสดุชนิดใหม่ที่ประกอบด้วยชั้นนอกที่ทำจากโมเลกุลกันน้ำซึ่งเชื่อมติดกับพื้นผิวซิลิคอนแข็งด้านล่าง

ภาพประกอบชั้นโมเลกุลคล้ายของเหลวที่ต้านทานหยดน้ำ ภาพ: Ekaterina Osmekhina/มหาวิทยาลัยอัลโต — ภาพประกอบชั้นโมเลกุลคล้ายของเหลวที่ต้านทานหยดน้ำ ภาพ: *Ekaterina Osmekhina/มหาวิทยาลัยอัลโต*

ทีมวิจัยชาวฟินแลนด์ นำโดยโรบิน ราส จากมหาวิทยาลัยอัลโต และได้รับการสนับสนุนจากนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยยูแวสกูแล ได้พัฒนากลไกที่ทำให้หยดน้ำไหลออกจากพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน งานวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Chemistry เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม

วิธีที่น้ำเกาะหรือไหลออกจากพื้นผิวส่งผลต่อการทำอาหาร การขนส่ง ทัศนศาสตร์ และเทคโนโลยีอื่นๆ อีกหลายร้อยชนิด พื้นผิวที่ทนน้ำได้ดีขึ้นอาจช่วยพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ ที่ใช้ในบ้านและอุตสาหกรรม เช่น ระบบประปา การขนส่ง และยานยนต์

ในการศึกษาใหม่นี้ ทีมวิจัยได้สร้างพื้นผิวซิลิโคนแข็งที่มีชั้นนอกคล้ายของเหลว ซึ่งช่วยกันน้ำโดยปล่อยให้หยดน้ำไหลออกจากพื้นผิว สารเคลือบนี้ทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นระหว่างผลิตภัณฑ์และหยดน้ำ

การค้นพบใหม่นี้ท้าทายแนวคิดปัจจุบันเกี่ยวกับแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวแข็งกับน้ำ ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการศึกษาความลื่นในระดับโมเลกุล “การศึกษาของเราเป็นการศึกษาครั้งแรกที่เจาะลึกลงไปถึงระดับนาโนเมตรเพื่อสร้างพื้นผิวที่มีความหลากหลายในระดับโมเลกุล” ซาการี เลปิกโก สมาชิกทีมวิจัยกล่าว

ด้วยการปรับปัจจัยต่างๆ อย่างรอบคอบ เช่น อุณหภูมิและปริมาณน้ำในเครื่องปฏิกรณ์ พวกเขาสามารถควบคุมขอบเขตการปกคลุมของโมโนเลเยอร์ที่ประกอบขึ้นเอง (SAM) บนพื้นผิวซิลิกอนได้ น่าประหลาดใจที่แม้แต่การปกคลุมที่ต่ำก็ยังทำให้เกิดความลื่นสูงมาก

ด้วยวิธีการใหม่นี้ ทีมงานได้สร้างพื้นผิวของเหลวที่ลื่นที่สุด ในโลก Lepikko ระบุว่า การค้นพบนี้มีแนวโน้มที่จะนำไปประยุกต์ใช้ได้ทุกที่ที่ต้องการพื้นผิวกันน้ำ Lepikko กล่าวว่า "มีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้สำหรับการถ่ายเทความร้อนในท่อ การละลายน้ำแข็ง การป้องกันฝ้า การสร้างพื้นผิวที่ทำความสะอาดตัวเองได้ แม้กระทั่งไมโครฟลูอิดิกส์ ซึ่งละอองน้ำจำเป็นต้องเคลื่อนที่อย่างราบรื่น"

ทีมงานวางแผนที่จะทดสอบและปรับปรุงสารเคลือบ SAM ต่อไป “ปัญหาหลักของสารเคลือบ SAM คือมันบางมาก จึงสลายตัวได้ง่ายหลังจากสัมผัส แต่การศึกษาสารเคลือบนี้ทำให้เรามีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถนำไปใช้สร้างแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริงและใช้งานได้ยาวนาน” เลปิกโกกล่าว

ทูเทา (อ้างอิงจาก เดอะการ์เดียน )

ลิงค์ที่มา