เสื้อโค้ทกันน้ำ: วัสดุไม่อมน้ำด้วยสไตล์เรียบง่าย

นักวิทยาศาสตร์ได้แสวงหาสารเคลือบผิวชนิดใหม่ที่ขับไล่น้ำอย่างใจจดใจจ่อมานานแล้ว สัปดาห์นี้ สิ่งพิมพ์กล่าวถึงการค้นพบที่มีแนวโน้มสองประการ การวิจัยจากประเทศญี่ปุ่นแสดงให้เห็นว่าวัสดุไม่ซับน้ำสามารถนำมาตกแต่งได้เช่นกัน ในรายงานอีกฉบับหนึ่ง นักวิจัยชาวตุรกีได้อธิบายถึงวิธีการเปลี่ยนพลาสติกให้เป็นวัสดุกันซึมชนิดใหม่ที่ผลิตได้ง่ายและราคาถูก

แม้ว่าการเคลือบขั้นสุดท้ายจะแตกต่างกัน 

แต่ทั้งสองทีมได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ จากปีกของผีเสื้อและใบของดอกบัว พื้นผิวที่หยาบระดับจุลภาคของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ป้องกันไม่ให้หยดน้ำแบนราบ ดังนั้นหยดน้ำจึงกลิ้งออกและพัดพาสิ่งสกปรกออกไป เนื่องจากเม็ดน้ำเกาะได้ดีบนพื้นผิวเหล่านี้ จึงเรียกว่าไม่ชอบน้ำมาก

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

Zhong-Ze Gu จาก Kanagawa Academy of Science and Technology ในญี่ปุ่นและเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ผีเสื้อ Morpho sulkowskyiสีฟ้าสดใสเป็นต้นแบบ โดยออกแบบสารเคลือบผิวสังเคราะห์ที่ไม่ชอบน้ำเป็นพิเศษด้วยสีสดใสที่หลากหลาย 

โครงสร้างระดับจุลภาคของปีกแมลงไม่เพียงหลบน้ำเท่านั้น แต่ยังกระจายและกระจายแสงเพื่อสร้างสีรุ้ง

ในทำนองเดียวกัน โครงสร้างจุลภาคของการเคลือบเพื่อการตกแต่งแบบใหม่จะกันน้ำในขณะที่ให้สีที่โดดเด่น ทีมของ Gu สร้างวัสดุโดยให้อนุภาคซิลิกาขนาดกว้าง 6 นาโนเมตรและโพลีสไตรีนทรงกลมขนาดกว้างหลายร้อยไมโครเมตรมารวมตัวกันเป็นฟิล์ม จากนั้น นักวิจัยให้ความร้อนแก่ฟิล์มเพื่อขจัดโพลิสไตรีน ปล่อยให้อนุภาคซิลิกาเว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอโดยมีช่องว่างอากาศระหว่างกัน บนพื้นผิวที่ขรุขระนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มชั้นของฟลูออโรอัลคิลไซเลน ซึ่งเป็นสารประกอบกันซึมที่มีจำหน่ายในท้องตลาด นักวิจัยได้อธิบายขั้นตอนดังกล่าวในวารสารAngewandte Chemie International Edition เมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์

ภูมิประเทศที่เป็นหลุมเป็นบ่อช่วยเพิ่มพลังในการขับไล่น้ำของฟลูออโรอัลคิลไซเลน Gu กล่าว ทีมงานสร้างวัสดุที่มีสีตั้งแต่สีแดงถึงสีน้ำเงินและรุ่นที่ไม่มีสีชัดเจนด้วยการปรับระยะห่างระหว่างช่องว่างอากาศ

“มันเป็นกลอุบายที่ฉลาดมาก” มาโนจ เค. เชาดูรีแห่งมหาวิทยาลัยลีไฮ ในเมืองเบธเลเฮม รัฐเพนซิลเวเนีย

เทคนิคใหม่นี้ “อาจนำไปสู่ผลึกโทนิคที่ทำความสะอาดตัวเองได้สำหรับการตกแต่งและวงจรออปติก” เรย์ บอห์แมนแห่งมหาวิทยาลัยเทกซัสที่ดัลลาสกล่าวเสริม

วัสดุชนิดใหม่นี้อาจมีสีเคลือบสำหรับกล้องหรือหน้าต่างที่สามารถทำความสะอาดตัวเองได้ Gu กล่าว มันจะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพราะไม่ต้องใช้สีย้อมออร์แกนิกในการสร้างสี และไม่จำเป็นต้องใช้ผงซักฟอกในการทำความสะอาดพื้นผิว เขากล่าวเสริม

เสื้อกันฝน ลูกปัดน้ำบนวัสดุใหม่ที่ไม่ชอบน้ำ (ด้านบน) ซึ่งจำลองมาจากปีกของผีเสื้อ Morpho sulkowskyi (ด้านล่าง) ในทั้งสองกรณี โครงสร้างจุลภาคที่หยาบจะหลีกเลี่ยงน้ำ

GU ET AL., แองเจิ้ล. เคมี ภายใน เอ็ด

ทีมวิจัยของตุรกีตั้งเป้าไปที่การเคลือบที่มีต้นทุนต่ำซึ่งง่ายต่อการผลิตและใช้งาน เมื่อวันที่ 28 ก.พ. Science A. Levent Demirel แห่งมหาวิทยาลัย Ko ในอิสตันบูลและนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัย Kocaeli รายงานว่า พวกเขาได้สร้างสารเคลือบผิวที่ไม่ชอบน้ำมากจากพลาสติกต้นทุนต่ำที่ผลิตกันอย่างแพร่หลายที่เรียกว่า isotactic polypropylene หรือ iPP

การเคลือบผิวนั้น “ง่าย ราคาไม่แพง และประหยัดเวลา” เดมิเรลกล่าว กลุ่มชาวตุรกีละลาย iPP ในตัวทำละลายอินทรีย์ หยดสารละลายลงบนแผ่นกระจก แล้วระเหยตัวทำละลายออก ขั้นตอนนี้ทำให้เกิดฟิล์มพลาสติกที่มีรูพรุน ซึ่งเมื่อมองด้วยกล้องจุลทรรศน์แล้ว “คล้ายกับรังนกที่ทำจากกิ่งไม้ที่แตกกิ่งก้านและรวมกันเป็นก้อน” นักวิจัยรายงาน เช่นเดียวกับที่ทำกับใบบัวหยาบ หยดน้ำจะเกาะเป็นเม็ดเล็กๆ บนพลาสติกเคลือบหยาบ

Credit : เว็บยูฟ่าสล็อต