Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • AI
  • medtech
  • ММИФ-2018

Железная салфетка

Популярная механика по пресс-релизу университета Рочестера

В природе деревья перекачивают тонны воды от корней до самых макушек, иногда на десятки метров в высоту. И происходит это благодаря капиллярным силам. Но ученые научились вызывать те же способности и у плоского кусочка металла, причем так эффективно, что деревьям остается лишь позавидовать.

Новую технологию разработали Чуньлэй Го (Chunlei Guo) и Анатолий Воробьев, которые с помощью мощного фемтосекундного лазера творят с металлами настоящие чудеса. Очередное чудо может открыть новую страницу в создании диагностического оборудования и химических анализаторов, кулеров для процессоров, или просто превратить почти любую металлическую поверхность в эффективную защиту от бактерий.

«Мы можем менять структуру поверхностных слоев практически любого куска металла, - радуется Чуньлэй Го, - таким образом, чтобы контролировать его взаимодействие с жидкостью. Мы можем сделать так, чтобы жидкость текла по нему, и сами выбирать направление этого течения».

Воздействие очень кратковременных импульсов мощного лазерного излучения приводит к коренной перестройке структуры поверхностных слоев металла. Фемтосекундный лазер действует буквально несколько квадриллионных долей секунды. При этом на металле можно получать самые разные образования, наноразмерные углубления, или выпуклости, или бороздки.

Процесс, в ходе которого вода вопреки силам гравитации поднимается по кусочку металла, весьма схож с тем, что происходит, когда мы собираем салфеткой пролитый на стол чай. Это – проявление капиллярного эффекта, связанного со смачиванием, взаимодействием молекул жидкости и твердого вещества.

Именно наноразмерные структуры, которые формируются в ходе лазерной обработки, меняют силу этого взаимодействия, причем делают это по желанию ученых. При определенных условиях сила притяжения молекул жидкости к металлической поверхности становится выше, чем друг к другу, и заставляет жидкость распределяться по ней как можно более тонким слоем – даже если это «противоречит» силам гравитации. А чем больше площадь поверхности, тем быстрее идет процесс испарения, так что металл, обработанный Го и Воробьевым, становится своеобразной «салфеткой».

Но если при обработки лазером создать на поверхности металла еще и крохотные канальца, то можно вдобавок контролировать направление, по которому жидкость будет распределяться. «Вообразите систему водных каналов, но уменьшенную до размеров миниатюрного металлического чипа, - говорит Го, - и мы получим возможности проводить химический или биологический анализ жидкости, имея на руках самые незначительные ее количества». Для анализа крови не понадобится выдавливать из пальца по пол-пробирки: едва заметной капли будет достаточно.

Таким же методом ученые научились добиваться и обратного эффекта: резкого снижения эффективности взаимодействия между молекулами воды и металла – то есть, создания гидрофобного («водоотталкивающего») эффекта. Это и позволяет сказать, что после определенной обработки лазером металлическая поверхность получает эффективные антибактериальные свойства, ведь подавляющему большинству бактерий требуется для жизни вода.

Пока что для такой обработки фрагмента металла площадью с монетку требуется более 30 минут обработки. Однако ученые уверены, что им удастся усовершенствовать технологию.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/
11.06.2009

Читать статьи по темам:

нанотехнологии Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Может ли Россия стать лидером нанотехнологий?

Для успеха в сфере нанотехнологии надо кардинально изменить стратегию ее развития.

читать

Российско-израильский фонд нанотехнологий

Генеральный директор «Роснано» Леонид Меламед заявил, что преимущество Израиля – значительное продвижение в нанотехнологиях, ориентация на международное сотрудничество и значительное количество русскоговорящих ученых – представителей советской научной школы. Российская сторона предлагает зарубежным инноваторам «уникально выгодные условия».

читать

Конкурс работ студентов в области нанотехнологий и наноматериалов

Московский инженерно-физический институт совместно с базовыми высшими учебными заведениями проводит в 2009 году Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов вузов в области нанотехнологий и наноматериалов.

читать

Честь имеем представиться: портал «Нанотехнологии и наноматериалы»

Новый «нанопортал», созданный в рамках федеральной программы развития инфраструктуры наноиндустрии в России на 2008-2010 годы, «будет способствовать решению образовательных и научных задач в сфере наноиндустрии, позволит ускорить решение инженерных и производственных задач, а также ускорению коммерциализации научно-исследовательских разработок

читать

Высочайшие технологии в Германии создают молодые ученые из России

Как Германия стала одним из мировых лидеров в сфере нанотехнологий? Что из немецкого опыта может перенять Россия? Об этом рассказывает корреспондент «РГ», посетивший ведущие научные центры этой страны.

читать