сегодня: 17.11.2018

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2018-10-15 16:01:00 /РИА "Сибирь" /Томск

Томские ученые научились управлять смачиваемостью материала и его самоочищением

*           Управлять процессом



Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Чехии (Университет химии и технологии, Прага) предложили новую концепцию управления жидкостями на поверхности материалов. Ученым удалось добиться, чтобы один и тот же материал очень быстро (в пределах 7 секунд) становился супергидрофобным,  а затем - гидрофильным. Скорость такого ответа на внешнее воздействие - это одно из  ключевых преимуществ метода по сравнению с аналогами. Одновременно ученым впервые удалось управлять и прилипанием капель к поверхности.

Обнаруженные эффекты могут использоваться для управления жидкостями в микрофлюидных устройствах. Кстати, полученные материалы могут самоочищаться. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале ACS Applied Materials & Interfaces (IF 8,097; Q1).

"Одной из ключевых задач современной химической технологии сегодня является создание так называемых умных материалов. Умные они потому, что могут отвечать на внешние раздражители и изменять свои свойства. И важнейшее направление здесь - управление смачиваемостью материалов. У таких материалов широчайшая область применения - например, в микрофлюидных устройствах для химических, биомедицинских анализов, экологического мониторинга. Конечно, такие методы существуют, но их главный недостаток - скорость. Материал отвечает на импульс — скажем, свет - в течение нескольких минут. Нам же впервые удалось добиться практически моментального ответа, соединив физические и химические методы", -  рассказывает один из авторов статьи, доцент исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников.

Авторы статьи работали с двумя распространенными полимерными материалами: PVDF (со свойствами, схожими с тефлоном) и PMMA (обычное оргстекло). Композит на их основе был выбран, так как обладает пьезоэлектрическими свойствами - способен растягиваться или сжиматься под действием тока. Исследователи решили работать не с поверхностью полимеров, а модифицировать их на уровне волокон.

"Наши коллеги в Праге растворяют полимеры и формируют из получившихся волокон нетканые материалы. Дальше волокна помещаются в водный раствор с солями диазония и нагреваются. При этом образовываются активные радикалы, которые атакуют поверхность волокон и формируют на них нужные нам химические соединения - например, 4-перфторалкилфенильные группы. Эти соединения вкупе с физическими особенностями материалов и позволяют управлять смачиваемостью. И здесь важно,  что мы работаем со смачиваемостью не на уровне поверхности, а на уровне каждого волокна", - поясняет Павел Постников.

К получившимся материалам ученые подводят электроды. Как только подается ток, материал тут же меняет свои свойства. Так, в супергидрофобном состоянии достаточно наклонить пластинку материала на три градуса, как капля с нее скатывается. Степень гидрофобности зависит от напряженности электрического поля. Причем такие эффекты ученые наблюдали не только с водой, но и с липофильными растворителями. По словам авторов, это говорит о том, что этот метод подходит для широкого спектра жидкостей.

"И еще одно очень важное свойство - поверхность материала является самоочищающейся. Если мы ее загрязнили какими-то веществом, потом капаем буквально несколько капель растворителя или воды, частицы грязи переходят в воду и скатываются, абсолютно не прилипая к поверхности, и она становится совершенно чистой", - говорит ученый.

Также ученым впервые удалось управлять адгезией капель, то есть их способностью сцепляется с твердой поверхностью. "Под действием электрического поля капля сильно прижимается к поверхности. Можно даже перевернуть пластинку, а капля все равно останется на ней. Это говорит о том, что, управляя смачиваемостью и адгезией, то есть изменяя напряженность поля, включая и выключая ток, меняя наклон материала, мы можем управлять каплей, заставлять ее двигаться в нужном направлении. Как уже говорилось, это актуально для микрофлюидных технологий, а также, например, для создания биосенсоров", - говорит Павел Постников.

Это исследование носит, в первую очередь, фундаментальное значение. Однако сегодня технологии идут по пути миниатюризации, и способы работы с минимальными объемами веществ становятся как никогда актуальными. Эта работа была поддержана Российским научным фондом. отмечается на сайте Томского политехнического университета.



Cмотрите также:  Наука  Томская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
******

21-22 ноября 2018 года в Новосибирске пройдет торговый форум

*******

12-13 января 2019 года пройдет второй Байкальский международный турнир по подледной рыбалке "BOTIF-2019"

******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Пробиотики вместо антибиотиков

Уникальные бактериальные препараты производят в наукограде Кольцово
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

протезирование зубов, импланты, цены


О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12