Plant Inspires 3D Printed Material do czyszczenia wycieków ropy

Salvinia molesta to pływająca paproć pochodząca z Ameryki Południowej. Jego liście są wyjątkowo hyrdofobiczne i zatrzymują otaczającą je kieszeń powietrzną po zanurzeniu w wodzie, dzięki malutkim, wodoodpornym włosom.

"Myślę, że powodem, dla którego powierzchnia rośliny jest superhydrofobowa, jest fakt, że żyje ona na Woda i wymaga powietrza, aby przetrwać ", powiedział badacz Yang Yang Yang. "Gdyby nie długofalowa ewolucja tej rośliny, roślina mogłaby zostać zanurzona w wodzie i umrzeć." CD3D .

Na poziomie mikroskopowym włosy liściowe wyrównują się w strukturze przypominającej trzepaczkę lub trzepaczkę. Za pomocą metody zwanej zanurzeniowym nagromadzeniem powierzchni (druk ISA 3D) naukowcy byli w stanie odtworzyć tę mikrostrukturę rozdrabniacza jaj, zwaną efektem Salvinia, używając plastikowych i węglowych nanorurek. Rezultatem był materiał, który był zarówno wysoce hydrofobowy i olefinowy, jak i absorbujący olej. Kombinacja pozwala na wydajne oddzielanie oleju i wody.

"Próbowaliśmy stworzyć jedną funkcjonalną strukturę powierzchni, która byłaby w stanie oddzielić olej od wody" - powiedział profesor nadzwyczajny Yong Chen. "Zasadniczo zmieniliśmy powierzchnię materiałów za pomocą trójwymiarowego podejścia do drukowania, które pomogło nam uzyskać interesujące właściwości powierzchni."

Efekt Salvinia może być również stosowany w innych aplikacjach, w tym medycznych. Ma potencjał do wykorzystania do manipulacji mikrokropelkami, w których przyleganie cieczy do ramienia robotycznego może być odpowiednio dostrojone i skutkować przenoszeniem niewielkich ilości cieczy bez strat. Technikę można zastosować w kilku różnych zastosowaniach, w tym w mikroreaktorach na bazie kropelek, syntezie nanocząsteczek, inżynierii tkankowej, odkryciu leków i monitorowaniu dostarczania leków.

Jednym z możliwych zastosowań wysokosprawnej manipulacji mikrokropelkami może być skuteczniejsza krew analizy dla pacjentów. Robotyczny chwytak mógł poruszać się na różnych stanowiskach i wydawać mikrokropelki krwi, które następnie można było równomiernie wymieszać z różnymi chemikaliami do testów. Testy te można również zaprojektować w celu kontrolowania stosunku chemicznego do kropelkowego i mogą oszczędzać materiały źródłowe i odczynniki chemiczne.

"Możesz mieć ramię robota z chwytakiem wykonanym w celu naśladowania efektu Salvinia," powiedział Doktorant Xiangjia Li. "Bez względu na to, w którą stronę poruszasz ramieniem, siła chwytania jest tak duża, że ​​kropla pozostanie przyczepiona."

Badania zostały opublikowane wstudium zatytułowane "Biomimetyczna struktura superhydrofobowa w 3D do manipulacji mikrokroplem i separacji olej / woda", do której można uzyskać dostęp tutaj. Autorzy to Yang Yang, Xiangjia Li, Xuan Zheng, Zeyu Chen, Qifa Zhu i Yong Chen.