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新闻_

仿生学和聚合物表面,用于工业用途重新创建性质

二○一九年十一月二十○日
自然界已经创建的曲面 研究已经变成工具

在自然界表面可以从超级防水什么超滑,或能拉水从空气。现在博士净基娅拉和她的团队正在研究表面,解决重建的那些人的问题。

Like lime green peaks of whipped cream with a black background.

投手植物猪笼草的表面上。

食肉猪笼草得名于它的内置投手,洋溢着任何消化液溶解它滑入昆虫。该工厂的滑内涂层意味着即使是步履稳健,最昆虫很可能会屈服于投手。 

这是一个不太可能提示输入技术,可以节省航运业数十亿美元一年,但提出了一个机会,那一个为大学的网络研究小组。组使用了猪笼草作为起始点以创建船的水下表面涂层,藤壶等海洋生物一个涂覆太滑附着。

A pale blue background covered with vibrant yellow dots that are fringed with lime green.

在“去湿”的开始的聚合物膜分钟针孔,作为从衬底膜缩回。

这就是所谓的仿生学研究领域:在自然界中创造新材料和解决工程问题的发生特征的复制。仿生学的概念并不新; 500余年前,达芬奇年就读著名鸟类飞行制订的飞行机器的计划。在别处在20世纪50年代,瑞士工程师乔治·代·梅斯特拉尔发现毛刺魔术贴贴在他的袜子后开发的。

仿生学捕获副教授网的想象力超过Chiara的15年前,她在做博士后研究时在德国。在那里,她产生了兴趣,超疏水表面,那些自然地排斥水和有用的,例如,在腐蚀性环境。 ESTA超疏水性效果是荷叶效应也称为疏水的性质,因为性病是像荷叶的那些。 

Associate Professor Chiara Neto, with large, black-rimmed glasses and a vivid blue jacket stands in front of of a gorgeously textured purple-blue wall. She is holding in front of her, a picture of the same texture but with a thick, rough brown gouge in it.

Chiara的副教授净在聚合物皱表面的扫描电子显微镜(SEM)显微照片的前面。她被保持在相同的聚合物表面在它刮。

“液滴看到荷叶滚下,只留下,是一种图像任何人都可以欣赏,说:”网。但叶的结构不能完全理解,并有可能复制的,没有仔细检查。为此,和她的团队网络学习的液体和固体表面的纳米尺度的交互方式(一个纳米[nm]的是一米的十亿分之一;一个人的头发大约是准备75000纳米宽)。

当SAM访问网络,谁是澳大利亚研究理事会(ARC)未来的老乡,她展示了她的领域 - 自豪 - 在化学上东大街的学校实验室。阳光照进实验室,并有恒定的线头,如冰箱的合唱。在工作的研究人员意图安静的机器未知的大多数 - 光谱仪,原子力显微镜,超声波仪 - 这让他们看一下天然的材料,它们已经进化了几千年所以可能是因为它们的结构复制,并以新的方式应用。

“很多植物是非常有效的,但他们只有很短的时间植物有效不住因为长,说:”网。 “我们正在试图做的是一个工厂的机制转换到这将持续很长时间的材料。”

这是来自佛罗伦萨,去哪儿网成长起来的,就像她的父母,学化学的所有很长的路要走。

“对我来说化学是一个熟悉而亲切的那种话题,”她说。她很安静,严肃,细声细语但热情洋溢。 “我并没有感到它的威胁。”

Chiara Neto standing amid what looks likes vibrant purple bed sheets glued to the surrounding surfaces.

硬脂酸施加晶体产生高度防水表面。

佛罗伦萨大学培养她的兴趣,分子间力决定了分子之间存在相互作用中的某些结构。他们仔细检查需要的原子力显微镜这“感觉”的表面显微探针。允许ESTA科学家研究纳米级分子的活动。

同时完成了她在澳大利亚国立大学博士网的第一个重大的突破来了。它挑战了所谓的无滑移边界条件,改写本质接受知识如何移动的液体和固体表面舞动当在相互接触。这是重要的知识在考虑阻力,从而影响之类的船只通过水传播,与启示速度和燃油效率。

虽然在当时竞争激烈,网络的发现最终得到认可,并保持了她的研究作品之一引用最多。

在2007年带到这里的讲师网澳门皇冠体育,她已钻进了她的网研究,并建立了研究小组,一组11周博士和博士后研究的研究人员分享她的利益。

这是小组由猪笼草灵感,创造出船舶的防污表面。不需要的海洋生物在船的下侧的积累增加了船的阻力,可以减少高达40%的推动燃料成本。此外,它是一个生物危害是引进侵入海洋生物环境。

Chiara Neto in a swirl of rainbow colours on the wall behind her and on a large sheet she is holding. A photographic light is on the floor to her right.

上的聚合物薄膜引起的干涉条纹的颜色,在通常的肥皂泡所见。

四十年,航运业控制用含有油漆容器的有机化合物,三丁基锡污染。但被禁止在2003 ESTA由于其毒性,造成污染的海洋野生动物和贝类养殖场的关闭。航运业是现在急需的替代品。

在寻找解决方案,网络的研究小组开发的特氟隆皱纹都非常驱蚊水,能减少阻力。从猪笼草的启发,研究人员能够走的更好,使皱纹不希望的生物性。

新开发的表面被投入了在悉尼港的测试,绑在屈臣氏湾的防鲨网七周。

“那我们很少能找到藻类的条款和藤壶和较大的生物体附着在表面,说:”网。为数不多的可以很容易地做到去除附着,使其表面防污,臭气释放。“ 

Swirling textures that give the effect of a rich brown and gold flokati rug.

所以他们用于创建新的和有用的表面的聚合物薄膜可以通过各种方式起皱。

现在网与总部位于悉尼的企业对该项研究工作转化为商业产品的发现能制造大规模。

它一直是净长途从她的博士论文,建立了她的学术信誉,技术的发展,可以解决紧迫的工程问题就搞定了。但现在它已经允许她到她的关键实验继续研究和更实用的应用研究之间分割她的时间。

A surface that looks like a solid plate of bright green rice bubbles.

荷叶的微结构,具有蜡质包衣并且是超防水。

此外,她是她自己鼓劲儿在关键的水平,探索科学。

“我6岁的痴迷与实验。他总是从水槽下越来越广口瓶中并混合材料 - 粉末,液体,不管我能找到 - 看看会发生什么。”

“没有在实验中太多的控制,”她说,闯入了广阔的笑声。 “但一想到是存在的。”

写乔斯林·普拉萨德

由孙燕姿zingsheim摄影

 

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