El are foarte multe aplicaţii practice incitante.
Oamenii de ştiinţă au creat un material care poate fi comutat de la unul ce respinge la unul ce absoarbe picăturile de apă doar prin intermediul unui întrerupător.
Materialul pe bază de cupru poate trece de la super-hidrofob (ce respinge apa) la super-hidrofil (atrage apa) în timp de câteva secunde şi poate fi utilizat pentru filtrarea apei, la dispozitivele biomedicale, lentile lichide şi suprafeţe inteligente de auto-curăţare.
Super hidrofobicitatea este ceva ce este incredibil de plăcut să priveşti.
Au fost prezentate cuţite hidrofobe ce spintecă cu uşurinţă apa, suprafeţe ce provoacă apa să sară ca o minge de tenis (en) şi aţi fi minţit dacă aţi spune că vizionarea materialelor super-hidrofobe pe YouTube nu va suplinit un gol din viaţă de existenţa căruia nu ştiaţi.
Şi altă parte a monedei este superhidrofilitatea, care este utilizată pentru a extrage apă potabilă direct din aer (en) şi pentru a creea sticlă ce se auto-curăţă (en).
Vedeţi şi: 27 curiozităţi despre apă şi informaţii fascinante
Dar, cum rămâne cu materialul care poate comuta între aceste două prorietăţi?
În trecut, oamenii de ştiinţă au încercat să obţină acest tip de materiale prin tratamentul termic (en) sau bombardarea cuprului cu raze X şi UV, dar procesul durează ore sau chiar zile, ce limitează considerabil aplicaţia sa.
Acest nou studiu crează un material care poate schimba proprietăţile în câteva secunde – în loc de ore – şi aceasta s-a dovedit a fi surprinzător de simplu.
Oamenii de ştiinţă au folosit suprafaţă bazată pe cupru, care trece de la una ce atrage apa la una ce o respinge, printr-o simplă schimbare a tensiunii aplicate pe suprafaţă.
Tensiunea necesară pentru schimbarea proprietăţilor suprafeţei este de 1,5 volţi – mai mică decât a unei baterii obişnuite de uz casnic.
“Atunci când tensiunea mică este aplicată pe suprafaţă, picăturile de apă care iniţial se rostogoleau se lipesc de ea din ce în ce mai strâns”, spune Ben Zahiri (en), unul din cercetători, de la Universitatea British Columbia ( UBC – Universitatea din Columbia Britanică, Canada).
“Prin schimbarea magnitudinii tensiunii şi timpului de aplicare a acesteia, putem controla cu uşurinţă unghiul pe care fiecare particulă îl formează cu suprafaţa şi cât de rapid se întâmpă acest lucru”.
Cuprul este depozitat pe o suprafaţă printr-un proces numit electrodepunere (en), ceea ce face cuprul să crească ca un lan ordonat de pomi de Crăciun.
Astfel arată această suprafaţă:
Materialul funcţionează prin schimbarea stării de oxidare a suprafeţei de cupru; în timp ce cuprul pierde electronii, el devine mai puţin atras de apă.
La zero volţi, apa stă pe vârfurile pomilor de Crăciun şi de îndată ce se aplică tensiunea apa se revarsă pe ramurile sale în jos.
Lucrurile deveneau şi mai stranii atunci când ei schimbau tensiunea în timp ce picătura rămânea la suprafaţă.
Atunci când oamenii de ştiinţă au comutat materialul de la super-hidrofob la super-hidrofil el a acţionat ca un burete electric, care a reţinut şi a respins lichide prin apăsarea unui buton – ceva foarte util pentru a face faţă scurgerilor de materiale periculoase.
Echipa a ales cuprul deoarece el este ieftin şi abundent, şi este unul din cele mai utilizate metale din lume.
Zahiri consideră că manipularea electrocimică a altor metale, a oxizilor metalici şi a oxizilor amestecaţi poate produce rezultate similare.
Deşi ei nu au testat-o direct, oamenii de ştiinţă spun că materialul ar putea fi folosit pentru orice lichid conductibil, ce include şi sângele.
“Aceste descoperiri ar putea deschide un nou domeniu de explorare a suprafeţelor inteligente”, a declarat cercetătorul principal al studiului Walter Mérida (en).
Suntem nerăbdători să vizionăm cum acţionează aceste materiale pe YouTube.
Studiul a fost publicat în Advanced Materials Interfaces.
Lasă un răspuns