Hrbolaté sklo se bude čistit samo  
Technologie odkoukaná u vodních rostlin by měla vést k výrobě samočistících oken. Stejného principu lze využít ke snížení tření součástek uvnitř mikropřístrojů.

To, že vodní rostliny, například leknín a lotos, mají na svých listech vodu odpuzující vrstvu se ví již dlouho. Podstatou nesmáčivého povrchu je to, že rostliny mají na listech tenkou vrstvu vosku a že jejich listy mají mnoho nepatrných hrbolků.
Povrchovou strukturu listu lotosu si vzal jako vzor Bharat Bhushan, zaměstnanec Státní university v Ohio, a vytvořil podle ní obdobnou strukturu nepatrných výčnělků na skle. Zjistil, že takový povrch s výstupky nejen že odpuzuje vodu, ale také že takto strukturované materiály mohou přispět ke snížení tření mezi pohybujícími plochami. To má význam především u malých přístrojů – v mikro a nano technologii, kde součástky nemohou být promazávány stávajícím klasickým způsobem.

Zvětšit obrázek
Prof. Bharat Bhushan: „Obecně vzato co je dobré pro odpuzování vody, je dobré pro snížení tření.“

Jednou z možností uplatnění technologie nesmáčivého povrchu je výroba čelních skel automobilů. Protože pro různá použití a různé materiály již nestačí jen kopírovat listy lotosu, Bhushan se svými kolegy vytvořil první počítačový model, který dokáže testovat nejvhodnější rozmístění a velikost hrbolků pro různé druhy materiálů a pro jejich různá použití. Správný charakter povrchu umožní výrobcům skleněných tabulí produkovat například samočistící skla do oken a výkladů. Protože výstupky na povrchu skla měří jen několik nanometrů (miliontin metru) a jsou z průhledného materiálu, jeví se tato okna na pohled stejná jako obyčejná okna. Rozdíl je jen v tom, že odpuzují vodu a nečistoty.
Dosud se Bhushanův tým zaměřoval především na modelování hrbolků různých velikostí a tvarů s cílem docílit co možná nejlepšího odpuzování vody. Prověřoval jak se k různým tvarům přichycují vodní kapičky a jsou jejich vazby na různě tvarovaných površích silné. Optimalizoval povrchové výčnělky tak, aby na nich ulpívaly mikrokapičky vody, které jsou malé na to, aby odkáply a přitom aby byly od sebe tak daleko, aby se vzájemně neslily. Jsou-li tyto mikrokapičky optimálně rozmístěny, potom se nacházejí právě jen na těch výčnělcích. Tehdy je nesmáčivost největší a vzájemné tření ploch je nejmenší. Autor pro to používá přirovnání: „Je to jako když si lehnete na lůžko z hřebíků. Dotýkáte se mnoha hrbolků a nic se vám nestane“.

Zvětšit obrázek
Princip lotosového listu lze využít k výrobě samočistících oken, ale také ke snížení tření po sobě se posunujících součástek v mikropřístrojích.

 Pro automobilisty by sklo odpuzující vodu a nečistoty mělo přispět k bezpečnosti, zvláště za nevlídných povětrnostních podmínek. Nyní jsou automobilistům k dispozici přípravky na jiném principu, ty se nanáší na sklo a nějakou dobu vodu také odpuzují. Tato úprava ale nemá dlouhého trvání, neboť nanesená vrstva odpuzující vodu se brzo ztenčí a povrch skla je pak potřeba znovu ošetřit. Novou technologií vyrobená skla s mikrovýstupky by vodu a nečistoty odpuzovala po celou dobu životnosti auta.
I když by  Bhushan mohl vylepšovat autoskla a dělat tak radost spoustě řidičů, má větší zálusk na to, jak svůj patent uplatnit v mikroelektronice. Již před několika lety jeho tým vyvinul jako první na světě způsob, kterým lze měřit tření na plochách  pohybujících se součástek uvnitř mikro-přístrojů. Od té doby se orientuje především na snižování tohoto tření.
Někteří z nynějších Bhushanových průmyslových partnerů připravují elektroniku na principu světla, kde nepatrná zrcadla se pohybují tak, aby odrazila světlo různými směry. Jiní zase vyvíjí velmi malé senzory, které umí detekovat a vyhodnotit vzorky chemikalií. Oba trendy výroby těchto malých zařízení se potýkají se stejným problémem – součástky těchto přístrojů nelze mazat klasickým způsobem. A právě zde hodlá Bhushan využívat svůj patent založený na principu hrbolaté plochy. Je přesvědčen, že princip odkoukaný od lotosového listu je tou správnou cestou. Jen je potřeba podle konkrétních potřeb a materiálu nutné optimalizovat velikost hrbolů a jejich hustotu.

Pramen: Ohio State University  

Datum: 31.01.2005 04:30
Tisk článku

Tři kroky anthroposofie: filosofie, kosmologie, náboženství - Steiner Rudolf
 
 
cena původní: 170 Kč
cena: 143 Kč
Tři kroky anthroposofie: filosofie, kosmologie, náboženství
Steiner Rudolf

Diskuze:

www.nanotechnologie.sk

Nano1,2006-12-27 22:04:04

www.nanotechnologie.sk .Treba uviesť,že neexistuje žiadny univerzálny prípravok.Každý povrch je špecifický.Nedá sa dosiahnuť lotus efekt a zároveň samočistiaci efekt s TiO2.Je to obchodný ťah :-).Kupil som,pochopil som. S pozdravom Nano 1

Odpovědět

doplneni

Tosovsky,2005-01-31 07:02:01

Pred casem jsem na podobnou zalezitost narazil a rad bych doplnil, ze zmineny profesor neni jediny, kdo se podobnymi efekty zabyva. Staci zadat do vyhledavace "lotos effect" a vyskoci nekolik odkazu. Jeste lepsi je zadat "super hydrophobic surface", ktere tema vice zobecnuje. Kdyz jiz na takovem povrchu ulpi necistoty, kapka vody je na sebe nabali a spolu se odkutali pryc. Druhym smerem je vytvareni super hydrofilnich povrchu, ktere zajisti, ze voda necistoty podmaci a nasledne odplavi i bez nutnosti detergentu. Pokud se do povrchove vrstvy prida vhodnym zpusobem TiO2, lze zajistit samocistici efekt, vyvolany UV zarenim. Takove aplikace jsou dostupne jiz dnes na fasady budov, okna, ale i na kachlicky (dokonce je nabizi ceska firma RAKO). Na Internetu je opet spousta odkazu i s detailnimi obrazky (super hydrophilic surface apod.).

Odpovědět


Bezva doplnění

Josef Pazdera,2005-01-31 22:28:27

Máte pravdu. Určitě by stálo za to se k problému vrátit, například z pohledu efektu TiO2. Předem děkujeme.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace