幾乎沒有什么比石油泄漏更具環(huán)境破壞性的事情,并且其后果在最初的災(zāi)難后持續(xù)了數(shù)年。 盡管人類做出了最大的努力,但所有的石油都不容易清理,但大自然可能有一個答案,就像它為許多事情做的那樣。 南加州大學(xué)的研究人員正在研究一種特定葉片的結(jié)構(gòu),以制造一種大量制造的材料,比現(xiàn)在使用的材料更容易去除油分。
Salvinia molesta是一種原產(chǎn)于南美洲的浮蕨。 它的葉子非常疏水,并且在淹沒在水中時保留了一個周圍的空氣袋,這要歸功于細(xì)小的防水毛發(fā)。
“我認(rèn)為植物表面超疏水的原因是因為它生活在水面上,需要空氣生存,”博士后研究人員楊洋說。 “如果不是這種植物的長期進(jìn)化,植物可能會被淹沒在水中并會死亡?!?/span>
在微觀層面上,葉子毛發(fā)的排列方式類似于打蛋器或拂子。 研究人員利用沉浸式表面積累3D打印(ISA 3D打?。┑姆椒?,利用塑料和碳納米管,重新塑造了這種打蛋器微觀結(jié)構(gòu),稱為槐素效應(yīng)。 其結(jié)果是一種高度疏水和親油或吸油的材料。 這種組合可以使油和水有效分離。
“Yong Chen副教授說:”我們試圖創(chuàng)造出一種能夠?qū)⒂团c水分離的功能性表面紋理?!?基本上,我們通過使用3D打印方法修改了材料表面,幫助我們獲得了一些有趣的表面特性?!?/span>
研究團(tuán)隊希望,最終他們將3D打印為原型的材料可以在足夠大的范圍內(nèi)制造出來,用于分離海洋中的油和水。目前,用于這樣做的方法需要大量的電場或機械施加壓力的能量。
Salvinia效應(yīng)也可用于其他應(yīng)用,包括醫(yī)療應(yīng)用。它可以用于微滴操作,其中液體與機器人手臂的粘附力可以相應(yīng)地調(diào)整并導(dǎo)致微量液體的不丟失轉(zhuǎn)移。該技術(shù)可用于多種不同的應(yīng)用,包括基于微滴的微反應(yīng)器,納米顆粒合成,組織工程,藥物發(fā)現(xiàn)和藥物輸送監(jiān)測。
高性能微滴操縱的一種可能的應(yīng)用可以是對患者更有效的血液分析。機器人手爪可以移動到不同的站點并分配血液微滴,然后將其與不同的化學(xué)品均勻混合以進(jìn)行測試。這些測試也可以設(shè)計用來控制化學(xué)品與液滴的比例,并可以保存原料和化學(xué)試劑。
“你可以用一個機器人手臂來制作模擬'Salvinia效應(yīng)'的抓手,”博士生Xiangjia Li說。 “無論你用哪種方式移動手臂,抓握力都非常大,以至于液滴會保持附著狀態(tài)?!?/span>
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