Лотос возьмут за основу для разработки самоочищающихся материалов

Древний конфуцианский философ Жоу Дунай сказал: «Я люблю лотос за то, что он растёт в грязи, но остается незапятнанным».   Недавно ученые обнаружили, как растение остаётся чистым и сухим, и при этом, возможно, нашли способ делать самоочищающиеся, с малым лобовым сопротивлением, материалы.

Тайна, согласно исследованию   Чуан Хуа Чена, доцента машиностроения и науки материалов в Университете Герцога и Джонатана Б. Бореико, аспиранта, находится в тонких колебаниях  и уникальной поверхностной структуры лотоса.

«Мы оказались перед хитрой проблемой - капельки воды, падающие на лист, легко скатываются, в то время как конденсат, который накапливается внутри укромных уголков листа и трещин, является липким и остается пойманным в ловушку», - сказал Бореико.  

Исследователи сделали видеосъемку листа лотоса, опирающегося на вершину недорогого громкоговорителя  на низкой частоте. Они охладили лист, чтобы позволить капелькам сформироваться на поверхности. Как только они включили громкоговоритель, вибрирующий приблизительно 100 герц на долю секунды, липкие капельки на листе упали вниз. 

Исследователи объяснили, что поверхностная структура листа водоотталкивающая. Она покрыта крошечными нерегулярными выступами, колосовидными с еще более крошечными волосками. Когда капелька воды оказывается на такой поверхности, она   опирается только на концы крошечных волосков. Капелька держится воздушными подушечками снизу, и, в конечном счете, скатывается с листа.  

«Это решает давнишнюю загадку, - сказал Чен. - Люди заметили, что  каждую ночь формируется уплотнение на листе лотоса. Когда они возвращаются утром, вода ушла, и лист сух».  Спикер воспроизвел в лаборатории то, что случается каждый день в природе, полной тонких колебаний, особенно лотос, который имеет большие листья, поверх длинных и стройных стеблей”.  

Чен предложил полученные данные применить при покрытии  труб конденсатора, используемого при передаче  высокой температуры на электростанциях.  При водоотталкивающей  способности  будет меньше сопротивления в трубах и больше потока и эффективности.

"Мы показали физику  супергидрофобности антиросы,  способность водоотталкивающих материалов, которые будут применены в практическом применении, - сказал Чен. - Эти материалы будут использоваться во влажных или холодных окружающих средах, где уплотнение случается естественно. Полученные нами данные указывают на новое направление в развитии водоотталкивающих материалов, которые будут выдерживать условия окружающей среды, и будут иметь большое значение для разнообразия технических применений; включая не липкий текстиль, самоочищающуюся оптику и сокращающие сопротивление корпуса».

Исследование Чена поддержано  разработчиками Технологической школы Пратт в Университете Герцога.