افزایش سطوح دافع آب کشف شده در طبیعت

از طریق تحقیق و تفحص از حشرات سطوح ایالتی پن محققان مفصل قبلا ناشناس نانوساختار است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد به مهندس قوی تر و انعطاف پذیر تر دافع آب پوشش.

نتایج حاصل از این تحقیقات منتشر شد امروز (17 جولای) در علم پیشرفت.

با افزایش توانایی دفع قطرات این طراحی می توان به تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) به بهتر مقاومت در برابر ویروس مملو از ذرات مانند COVID-19 در میان برنامه های کاربردی دیگر.

“برای چند دهه گذشته مرسوم طراحی سطوح دافع آب شده را بر اساس گیاهان مانند لوتوس برگ” گفت: Lin Wang دانشجوی دکتری در وزارت علوم و مهندسی مواد در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و نویسنده سرب از کاغذ.

کلاسیک, مهندسی, نظریه استفاده کرده اند و این رویکرد برای ایجاد superhydrophobic یا دافع آب سطوح. به طور سنتی آنها تولید با پایین جامد کسری بافت که حفظ یک لایه بسیار نازک از هوا بالاتر کم تراکم میکروسکوپی مانند مو نانوساختارهای که محققان شبیه به هوا هاکی روی میز است.

“این استدلال اگر قطرات یا جسم شناور در بالای آن هوا و آن را نمی خواهد تبدیل به گیر به سطح” گفت: Tak-سینگ وونگ این Wormley اوایل زندگی حرفه ای استاد مهندسی دانشیار مهندسی مکانیک و مهندسی پزشکی و وانگ مشاور.

پس آن را با این نسخهها کار به طور موثر, انسان ساخته شده و پوشش تمایل به تقلید چگالی پایین از این نانوساختارهای.

این مقاله جزئیات کاملا رویکرد متفاوت است. هنگام بررسی سطوح مانند چشم یک پشه بدن یک springtail یا بال زنجره و جیرجیرک دشتی در زیر میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا وانگ یافت که nanoscopic موها در آن سطوح بیشتر پر بسته بندی شده با اشاره به مهندسی به عنوان بالا جامد کسری بافت. پس از اکتشاف بیشتر این خروج قابل توجهی از گیاهان ساختار مارس رسوخ کردن آب اضافی دفع مزایای.

“تصور کنید اگر شما تا به حال یک چگالی بالا از این نانوساختارها در یک سطح” وانگ گفت. “می تواند آن را ممکن است برای حفظ ثبات لایه هوا بالاتر از تاثیر نیروهای.”

این نیز می تواند معنی بیشتر پر بسته بندی سازه ممکن است قادر به دفع مایع که در حال حرکت در سرعت بالاتر مانند قطرات باران است.

در حالی که مفهوم طراحی جدید به انسان, محققان این نظریه را مطرح کرد این نانوساختار افزایش این حشرات را تاب آوری در محیط زیست طبیعی خود.

“برای این حشرات سطوح دفع قطرات آب است که موضوع مرگ و زندگی است. تاثیر نیروی قطرات باران است که به اندازه کافی به آنها را حمل به زمین و کشتن آنها را” وانگ گفت. “بنابراین آن است که واقعا مهم است برای آنها را به خشک ماندن و ما نمیفهمد چگونه است.”

با این دانش جمع آوری شده از طبیعت, محققان امید به اعمال این اصول طراحی برای ایجاد نسل بعدی پوشش. در حال توسعه یک دافع آب های سطحی است که می تواند مقاومت در برابر سریعتر حرکت و بالاتر تاثیر قطرات, برنامه های کاربردی فراوان هستند.

از کوچک پرواز رباتیک وسایل نقلیه مانند هواپیماهای بدون سرنشین است که آمازون امیدوار است به ارائه بسته های با, برای, تجاری, هواپیماهای مسافربری, یک پوشش است که می تواند تقلید از این حشرات سطوح می تواند افزایش بهره وری و ایمنی.

اما در نور COVID-19 گیر محققان پس متوجه شدم این دانش می تواند تاثیر اضافی بر سلامت انسان.

“ما امیدواریم که توسعه این پوشش می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای PPE. برای مثال اگر کسی عطسه در اطراف سپر صورت کسانی که سرعت بالا قطرات است. با پوشش سنتی است کسانی که ذرات می تواند چوب به سطح PPE,” وانگ گفت. “اگر اصول طراحی دقیق در این مقاله به تصویب رسید با موفقیت آن را توانایی دفع آن قطرات بسیار بهتر و به طور بالقوه نگه داشتن سطح germ-free.”

به عنوان دیده می شود در این کار ونگ آزمایشگاهی برای طبیعت الهام مهندسی تساوی بینش از پدیده های زیستی به بشریت نوآوری های بهتر و موثر تر است.

“در حالی که ما نمی تصور کنید که نرم افزار در آغاز این پروژه COVID-19 ساخته شده ما فکر می کنم در مورد چگونه ما می توانیم با استفاده از این اصول طراحی برای بهره مندی بیشتر مردم” وانگ گفت. “آن را به ما به عنوان مهندسین به این اکتشافات و اعمال آنها را در راه معنی دار.”

گام بعدی برای این کار خواهد شد در حال توسعه یک مقیاس بزرگ روش مقرون به صرفه است که می تواند تولید یک پوشش به تقلید از این خواص است.

“در گذشته ما ندارد موثر سطح است که می تواند دفع سرعت بالا از قطرات آب,” وانگ گفت. “اما این حشرات گفت: به ما چه. وجود دارد بسیاری از نمونه هایی مانند این در طبیعت ما فقط نیاز به یادگیری از آنها را.”

این پژوهش از بودجه توسط بنیاد ملی علوم این PPG بنیاد Wormley خانواده در اوایل زندگی حرفه ای استادی انسانی مواد ابتکار جایزه اسپانسر شده از طرف Covestro و مواد پژوهشگاه در پن استیت. اضافی همکاران شامل Ruoxi وانگ در مقطع کارشناسی alumna و جینگ وانگ دکترا فارغ التحصیل هر دو در گروه مهندسی مکانیک.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.net

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>