Идеи многих технологий, которыми мы сегодня пользуемся, были подсмотрены у природы. Один из таких примеров - это эффект лотоса.
В центре внимания лотос оказался из-за структуры листов этого растения. Листья лотоса обладают супергидрофобной поверхностью, т.е. они отталкивают воду. Но не только воду, гидрофобность позволяет отталкивать и грязь. Цветы лотоса растут в болотистой местности и именно структура листа позволяет оставаться ему таким чистым. Что интересно, вода, соскальзывая с листа лотоса, захватывает и грязь с поверхности листа. Поэтому лотосу приписывают способность к самоочищению.
Чем же такие особенные листья лотоса?
Такая супергидрофобная поверхность получается из-за комбинации 2-х факторов: микро бугров, покрывающих лист лотоса, и слоя микрокристалов воска (размер около 1 нанометра), покрывающих поверхность бугров. Такая структура снижает площадь контакта капель воды с поверхностью листа. Это и называется эффектом лотоса.
Что такое гидрофобность?
Поверхности материалов обладают различными способностями к смачиванию. В зависимости от природы поверхности, форма капли воды при попадании на нее может изменяться. Если капля быстро растягивается по поверхности материала, делая ее "мокрой", то эта поверхность называется гидрофильной. На таких поверхностях угол наклона между поверхностью капли и поверхностью материала обычно меньше 80 оС, а площадь соприкосновения двух материалов большая. Это и объясняет проникновение жидкости в материал, т.е. смачивание. Чем меньше этот угол контакта, тем более гидрофильна поверхность.
Если мы возьмем гидрофобную поверхность, то угол контакта капли с поверхностью материала будет больше 80 оС . Пролив на нее жидкость, Вы увидите практически не изменившиеся капли воды на поверхности материала. В таком случае поверхность называют гидрофобной. При эффекте лотоса площадь соприкосновения листа с каплей воды составляет более 120 оC! Поэтому эту поверхность и называют супергидрофобной.
Где применяется?
Я думаю, что каждый сталкивался с такими гидрофобными поверхностями. Будь то водооталкивающая ткань, краски и др. В повседневную жизнь человека внедрены множество нанотехнологий, идеи которых были взяты у лотоса. Улучшенные характеристики получаются за счет увеличения шероховатости поверхности введением в материал наночастиц таких как серебро, полимеров, наностержней металлов, углеродных нанотрубок или физической модификации лазером или плазмой.
Вот примеры их практического применения:
- самоочищающийся текстиль;
- гидрофобный текстиль для производства водонепроницаемой одежды (дождевиков);
- антикорозийные покрытия ;
- солнечные батареи;
- корабельные краски;
- покрытия на стекла и др.
И таких примеров применения еще тысячи. Только представьте, какому прорыву в свойствах поверхностей способствовал один цветок лотоса. А сколько еще тайн таит в себе природа? Сколько еще ученные разработают технологий, подсмотренных у природы? Множество. А мы продолжаем наблюдать и учиться у природы.
Вам понравилась моя статья? Тогда поставьте лайк, комментируйте и подписывайтесь на мой канал. Наука - захватывающая штука и окружает нас повсюду.