یک نانو ماده ضد آب با الهام از طبیعت
این کشف می‌تواند راه را برای توسعه سطوح ضد آب کارآمدتر، سلول‌های سوختی و حسگرهای الکترونیکی برای تشخیص سموم باز کند.
این کار در داستان جلد مجله Advanced Materials این ماه ثبت شده است.
دباشیس چاندا، استاد مرکز فناوری نانو علم UCF، تیمی را رهبری کرد که این فیلم‌ها و پوشش‌های ابرآبگریز جدید را از نانومواد ایجاد کردند. او از طبیعت و تکامل برخی گیاهان و گونه‌های بیولوژیکی الهام گرفت.
چاندا می‌گوید: «آبگریز یا آبگریز بودن ابزار طبیعت برای محافظت و خود تمیز کردن گیاهان و حیوانات در برابر عوامل بیماری‌زا مانند قارچ‌ها، رشد جلبک‌ها و تجمع کثیفی است.»
ما نشانه‌های خود را از ساختار یک برگ نیلوفر آبی گرفتیم و مواد نانوساختاری را بر اساس بلورهای مولکولی فولرن سنتز کردیم.
فولرن‌ها (C60 و C70) با ترکیب مولکول‌های کربن – بلوک ساختمانی اساسی کیهان ساخته می‌شوند.
کربن به اشکال مختلف وجود دارد. در شرایط خاص، 60 یا 70 مولکول کربن از این دست می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و ساختار بسته قفس مانندی به نام فولرن تشکیل دهند.
این قفس‌ها می‌توانند روی یکدیگر قرار گیرند و بلورهای بلندی به نام فولریت تشکیل دهند.
چاندا می‌گوید با قرار دادن قطره‌ای از ژل ایجاد شده از فولریت روی هر سطحی، حالت فوق‌دفع آب ایجاد می‌شود.
ساختار منحصر به فرد قفس مانند ژل با مواد اصلی تحت درمان تداخلی ایجاد نمی‌کند، به این معنی که آنها خواص عملکردی منحصر به فرد خود را حفظ می‌کنند.
این بدان معناست که سطح فوق‌العاده جدید به طور بالقوه می‌تواند برای شکافتن آب، گندزدایی باکتریایی، تولید هیدروژن یا الکتروکاتالیز استفاده شود که همه این‌ها می‌توانند در محیط‌های سیال تولید شوند.
چاندا می‌گوید: «برای مثال، ژل جدید تجزیه الکتروکاتالیزور را آسان‌تر می‌کند، که می‌تواند منجر به سلول‌های سوختی کارآمدتر شود.
“همین ژل می‌تواند به گیرنده‌های بهتر الکترون منجر شود، که در توسعه آشکارسازها و حسگرهای بسیار حساس برای گازهای سمی کلیدی هستند که پتانسیل زیادی وجود دارد و این بسیار هیجان انگیز است.”
اکثر سطوح آبگریز قبلا گزارش شده با طراحی الگوهای میکروسکوپی که شامل لیتوگرافی پیچیده یا فرآیندهای حکاکی است که نمی‌تواند روی همه سطوح انجام شود، به دست آمده است.
همچنین همه سطوح آبگریز که قبلا ایجاد شده بودند، وقتی در زیر آب برای بیش از چند دقیقه در عمق مشخصی از آب غوطه ور شوند، خشک نمی‌مانند.
چاندا می‌گوید: «ما دریافتیم که فیلم‌های فولریت بدون توجه به جهت جریان آب و حتی تحت جریان مداوم آب روی آنها، حالت آب‌گریزی شدید نشان می‌دهند.»
حتی زمانی که آنها در عمق 2 فوتی آب برای چندین ساعت غوطه ور می‌شوند، فیلم‌ها خشک می‌مانند. ما حتی دریافتیم که آنها می‌توانند شیشه‌ها را در زیر آب به شکل پلاسترون گرفته و ذخیره کنند، شکلی از حباب‌های به دام افتاده که شبیه مگس قلیایی معجزه آسای کالیفرنیا هستند.
رینکو ساران، یک محقق فوق دکترا در آزمایشگاه چاندا، و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید که در مورد این قابلیت هیجان‌زده است.
ساران اظهار داشت: «از آنجایی که این سطوح فوق آبگریز در یک فرآیند بسیار آسان و با استفاده از فولرن‌های کربن خالص ایجاد می‌شوند، ما پیش بینی می‌کنیم که بتوان از آنها در بسیاری از آزمایش‌ها و کاربردهای واقعی بهره برداری کرد.»
بیشتر بخوانید:سیستم انتقال آب ضد جاذبه با الهام گرفتن از درختان
بیشتر بدانید:ساخت نانوذرات ضد باکتری از عصاره‌های گیاهی
لینک مفید:درمان بیماری‌های گیاهی توسط نانوحامل‌های زیستی
تاریخ:1403/12/14
مهسانعمتی
