Super-atbaidoša plastmasa

Ja kādreiz esat bijis izmisumā par to, ka no plastmasas pudeles izņemat pēdējo kečupa vai mazgāšanas līdzekļa pilienu — vai arī esat mikrofluidikas pētnieks, kurš domā, kā jūs kādreiz varēsiet masveidā ražot lētu diagnostikas mikroshēmu, GE zinātniekiem var būt tu.

Uzņēmuma pētnieki ir nākuši klajā ar veidu, kā apstrādāt parasto polimēru tā, lai tas pat atgrūstu šķidrumu medus pilienus notin uzreiz . Iegūto īpašību sauc par superhidrofobitāti jeb ārkārtēju ūdens bāzes šķidrumu atbaidīšanu, kas pārsniedz pat tikko vaskotas automašīnas īpašības.

[Noklikšķiniet šeit, lai skatītu attēlus.]

Lai gan vairāki esošie inženierijas materiāli darbojas šādi, GE sasniegums ir ievērības cienīgs, jo tas tika veikts ar lētu plastmasu, GE Lexan, kas parasti ir hidrofila, kas nozīmē, ka saskarē izkliedējas ūdens, nevis kaut kas, kas ir hidrofobs, piemēram, teflons vai silikons. - balstīti materiāli. Šie pēdējie materiāli ir daudz dārgāki, salīdzinot ar Lexan, visuresošu termoplastu, ko izmanto izstrādājumos, sākot no CD un DVD līdz automobiļu galvenajiem lukturiem, pārtikas uzglabāšanas traukiem un parastajām sadzīves ierīcēm.

Lai gan GE vēl neprognozē konkrētus lietojumus, teorētiski daži ir iespējami. Lētu superhidrofobisku plastmasu varētu izmantot pārtikas traukos, no kuriem tūlīt izplūstu viss kečups vai sīrups. Tas varētu arī pieļaut ēkas paneli, kas tik efektīvi atgrūž ūdeni, ka lietus nomazgātu netīrumus, padarot to būtībā pašattīrošu.

Šāds materiāls varētu būt labums arī medicīnai. Mikrofluidikas jomā ir nepieciešami superhidrofobiski materiāli, lai niecīgi asins vai citu ķermeņa šķidrumu tilpumi varētu vieglāk plūst pa mikrometru mēroga kanāliem. Lai gan pašlaik ir pieejami daži superhidrofobiski materiāli, tie ir pietiekami dārgi, lai novērstu vīzijas par diagnostikas ierīcēm, kuras jūs varētu iegādāties aptiekā. Tomēr lēta plastmasa varētu padarīt šādu vienreiz lietojamu diagnostikas mikroshēmu iespējamu. Tas ir liels darījums, un tas ir svarīgi mikrofluidikas lietojumiem, saka Nēlešs Patankars, Ziemeļrietumu universitātes mehānikas inženieris un mikrofluidikas inženieris.

GE nav publicējusi savus pētniecības sasniegumus intelektuālā īpašuma apsvērumu dēļ. Bet uzņēmums uzskata, ka tas ir kaut kas pilnīgi jauns. Cik mums zināms, lielākā daļa, ja ne visi superhidrofobie materiāli, par kuriem bijām lasījuši līdz pagājušā gada vidum [kad uzņēmums izveidoja savu pirmo prototipu], sākās ar materiāliem, kas jau bija hidrofobi. Ir daudz vieglāk padarīt tos superhidrofobus. Mēs sākām caurumā ar kaut ko, kas ir hidrofils. Tas bija unikāls, saka Mārgareta Bloma, progresīvu tehnoloģiju vadītāja GE nanotehnoloģiju laboratorijā tās Globālajā pētniecības centrā Niskajunā, Ņujorkā. Mēs esam pārvērtuši hidrofilus par superhidrofobiem. Mēs, iespējams, esam pirmā grupa, kas to izdarījusi.

GE to panāca, pārveidojot materiālu, kas ir tā plastmasas biznesa galvenais balsts. Un viņi smēlušies iedvesmu no lotosa auga lapām, kas dabiski ir superhidrofobiskas; lotosa lapu mikroskopiskā pārbaude atklāj to nanokristāliskā vaska struktūru. Lotosa lapas virsmā ir 5-10 mikrometrus platas šūnas, kurām virsū ir sīki vaska kristāliņi, kuru platums ir desmitiem nanometru. Uz lotosa lapas ūdens krelles izskatās gandrīz kā ideālas sfēras.

GE mēģināja atdarināt šo rakstu uz sava polikarbonāta materiāla virsmas, būtībā raupjot virsmu noteiktā veidā. Tao Dengs, GE materiālu zinātnieks, par šo procesu runā klusi, taču saka, ka tas tika veikts, virsmas ķīmiski apstrādājot.

GE guva panākumus ar savu prototipu pagājušajā vasarā, bet tikai pēdējo nedēļu laikā sāka apspriest progresu. Viens no būtiskiem trūkumiem ir tas, ka process atstāj plastmasu necaurspīdīgu, nevis caurspīdīgu. Tas nozīmē, ka tas nedarbosies plastmasas logiem vai caurspīdīgiem pārtikas traukiem. Taču skaidra versija nav tālu. Tas nāk, Dengs saka.

Pat nepārredzamo versiju iegūšana reālos produktos prasīs zināmu laiku. GE lēš, ka līdz komercializācijai paies vismaz pieci gadi, kad būs atrisinātas ražošanas problēmas. Tomēr pieci gadi nav tik daudz laika — tas ir par to, cik ilgs laiks nepieciešams, lai viss kečups izplūst no mūsdienu plastmasas pudelēm.

Mājas lapas attēlu sniedza GE.

paslēpties