En las superficies repelentes de líquidos, las gotas de líquido rebotan en lugar de quedar atascadas. Estas superficies son importantes en muchos campos, como la ropa repelente al agua y los utensilios de cocina antiincrustantes. Utilizadas como revestimientos de reducción de arrastre para vehículos acuáticos, estas superficies puedenincluso ayuda a acelerar los buques de carga y el equipo militar para ahorrar energía. El sueño de la investigación y el desarrollo de repelentes de líquidos es una estructura que tenga una sólida repelencia de líquidos, una fuerte estabilidad mecánica y que sea económico de producir a escala comercial., los resultados funcionales de las superficies repelentes de líquidos existentes no han sido satisfactorios, debido a las deficiencias del diseño estructural convencional y los enfoques de fabricación en las microestructuras de ingeniería y las propiedades de tales superficies.
El desafío fue superado recientemente por una investigación innovadora dirigida por el profesor Wang Liqiu en el Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Hong Kong HKU mediante el desarrollo de una estructura robusta repelente de líquidos y la fabricación de superficies porosasmediante una técnica innovadora basada en gotas de microfluidos. Materiales como textiles, metales y vidrios cubiertos por una capa de esta superficie porosa robusta pueden volverse repelentes a los líquidos. El artículo fue publicado recientemente en una revista académica. Comunicaciones de la naturaleza Zhu PA, Kong TT, Tang X. y Wang LQ 2017. Membranas porosas bien definidas para superficies omnifóbicas robustas a través de plantillas de emulsión microfluídica Comunicaciones de la naturaleza 8, 15823.Con la nueva tecnología desarrollada por el equipo, la ropa nunca se mojaría en días lluviosos en el futuro.
El equipo resuelve eficazmente el conflicto entre la repelencia al líquido y la estabilidad mecánica mediante el diseño inspirado en la cutícula de la estructura de las estructuras repelentes a los líquidos. Los colémbolos son artrópodos que habitan en el suelo, cuyos hábitats a menudo experimentan lluvia e inundaciones. Como consecuencia, los colémbolos evolucionan.Cutículas con gran durabilidad mecánica y robusta repelencia a líquidos para resistir la fricción de las partículas del suelo y sobrevivir en ambientes acuosos, respectivamente. Inspirado por las cutículas de cola de resorte, el equipo de investigación diseñó superficies porosas compuestas de microcavidades interconectadas en forma de panal con un perfil reentrante: la interconectividad garantiza la estabilidad mecánica y la estructura reentrante produce una sólida repelencia al líquido.
La estructura robusta repelente de líquidos muestra una mejora de 21 veces en la estabilidad mecánica
Las sólidas superficies repelentes de líquidos repelen al menos 10 tipos de líquidos, incluyendo agua, soluciones de surfactantes, aceites y solventes orgánicos y muestran una asombrosa mejora de más de 21 veces en la estabilidad mecánica en comparación con estructuras discretas. Las superficies porosas son capaces derecuperando también su estado de no humectación, incluso si las microcavidades están parcialmente mojadas por el agua. Las superficies flexibles también se pueden revestir fácilmente sobre varios objetos para repeler el líquido.
El material de superficie porosa solo cuesta aproximadamente HKD1 por metro cuadrado
El equipo de investigación también desarrolló una innovadora técnica basada en gotas de microfluidos para la fabricación de superficies porosas que es muy similar a las galletas conformadas hechas por moldes para hornear. Aquí los moldes son gotas uniformes del tamaño de micras producidas por tecnología de microfluidoscon un control preciso sobre su tamaño, estructura y composición. Moldeadas por gotas microfluídicas, las microestructuras uniformes a escala comercial se producen a bajo costo. El costo del material está en un rango de HKD 0.7 a 1.3 por metro cuadrado, solo una milésima parte de eso encompra de productos comercializados, como la película repelente al agua de PTFE. Esta técnica tiene una alta precisión y efectividad en la ingeniería de estructuras de superficie, asegurada por la precisión y la capacidad de control de la generación de gotas de microfluidos que es de bajo costo y también se amplía fácilmente.
El avance cambiará la forma en que las superficies repelentes de líquidos se fabrican para una repelencia sólida a los líquidos, una fuerte estabilidad mecánica y una producción económica a escala comercial. También ha allanado el camino para un mayor progreso en la creación de estructuras de superficie por diseño y enadaptando su morfología, repelencia y estabilidad mecánica para adaptarse a una aplicación deseada en varios campos, incluyendo energía, edificios, automóviles, ingeniería química, electrónica, entornos, industria biomédica, fabricación avanzada, vehículos acuáticos y equipos militares.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :