Naukowcy opracowali nową przeciwkurzową technologię, która być może w przyszłości pozwoli nam chociaż rzadziej sprzątać.
Kurz jest wszechobecny w naszym w życiu i jest czymś więcej niż codzienną uciążliwością — może dostać się do maszyn i sprzętu, powodując utratę wydajności lub awarie. Naukowcy z University of Texas w Austin we współpracy z firmą Smart Material Solutions Inc. z Północnej Karoliny opracowali nową metodę zapobiegania przywieraniu kurzu do powierzchni. Rezultatem jest możliwość uczynienia wielu rodzajów materiałów odpornymi na kurz, od statków kosmicznych, przez panele słoneczne, po okna domowe.
Sprawdź także: Ochrona antybakteryjna w telefonach od Cat!
W testach naukowcy ułożyli pył księżycowy na swoich powierzchniach inżynieryjnych, a następnie obrócili każdą powierzchnię na bok. Rezultat: tylko około 2% powierzchni pozostało zakurzonych, w porównaniu z ponad 35% na podobnie gładkiej powierzchni.
Naukowcy powiedzieli, że odkrycie sprowadza się do rzeczy, których ludzkie oko nie jest w stanie wykryć. W eksperymentach zespół zmienił geometrię płaskich powierzchni, aby stworzyć ciasno upakowaną nanoskalową sieć struktur w kształcie piramidy. Te ostre, kanciaste struktury utrudniają cząsteczkom pyłu przywieranie do materiału, zamiast tego przyklejają się do siebie i staczają się z materiału pod wpływem grawitacji.
To, co tutaj zademonstrowaliśmy, to powierzchnia, która może sama się oczyścić. Cząsteczki nie są w stanie przykleić się do powierzchni, więc odpadają dzięki sile grawitacji.
– powiedział Chih-Hao Chang, profesor nadzwyczajny w Cockrell School of Engineering’s Walker Department of Mechanical Engineering i główny autor badania
Struktury te stanowią rozwiązanie pasywne, co oznacza, że nie wymagają dodatkowej energii ani materiałów do usuwania kurzu. Porównaj to z bardziej aktywnymi rozwiązaniami, takimi jak przednia szyba samochodu, która wymaga użycia wycieraczek i płynu do wycieraczek do czyszczenia z kurzu.
Badania zostały sfinansowane z grantu z programu NASA Small Business Innovation Research, więc pierwsze zastosowania koncentrują się na technologii kosmicznej. Pył kosmiczny jest szczególnie uciążliwy ze względu na to, jak bardzo ryzykowne jest wszystko w tym środowisku, a warunki sprawiają, że usuwanie kurzu jest trudne. Pył siał spustoszenie w misjach Apollo i spowodował awarię łazików marsjańskich.
Niewiele można zrobić z pyłem księżycowym w kosmosie – przykleja się do wszystkiego i nie ma realnego sposobu, aby go zetrzeć lub spryskać. Pył na panelach słonecznych łazików marsjańskich może spowodować ich awarię.
– powiedział Samuel Lee, główny autor, który był studentem w grupie Changa
Ta technologia może mieć również ogromny wpływ na nasze codzienne życie na Ziemi. Może to zapobiegać gromadzeniu się kurzu przez panele słoneczne i utracie wydajności w miarę upływu czasu. Może chronić szklane okna, a pewnego dnia nawet cyfrowe ekrany, takie jak telefony i telewizory.
Technologia ochrony przed kurzem istnieje od dziesięcioleci, ale nie zyskała zbytniej popularności poza laboratorium ze względu na wyzwania związane ze skalowaniem. Naukowcy wykorzystali koncepcje produkcyjne zwane nanocoiningiem i nanoimprintingiem, które polegają na drukowaniu wzorów na przedmiotach w zmodernizowanej wersji sposobu, w jaki gazety i fotografie były produkowane masowo w XIX wieku.
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie ACS Applied Materials & Interfaces.
Więcej informacji: Samuel S. Lee i in., Inżynieria wielkopowierzchniowych powierzchni przeciwpyłowych przez wykorzystanie sił międzycząsteczkowych, ACS Applied Materials & Interfaces (2023). DOI: 10.1021/acsami.2c19211. pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c19211.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Phys.org
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.