211service.com
Superafstotend plastic
Als je ooit hebt gewanhoopt om de laatste druppel ketchup of wasmiddel uit een plastic fles te krijgen - of als je een microfluïdische onderzoeker bent die je afvraagt hoe je ooit een goedkope diagnostische chip in massa kunt produceren - hebben wetenschappers van GE misschien een plastic voor Jij.
Bedrijfsonderzoekers hebben een manier bedacht om een gewoon polymeer zo te verwerken dat het zelfs vloeistof afstoot druppels honing rollen er zo af . De resulterende eigenschap wordt superhydrofobiciteit genoemd - of extreme afstoting van vloeistoffen op waterbasis - die zelfs verder gaan dan die van een pas in de was gezette auto.
[Klik hier om afbeeldingen te bekijken.]
Hoewel verschillende bestaande technische materialen zich op deze manier gedragen, is de prestatie van GE opmerkelijk omdat het werd gedaan met een goedkoop plastic, GE's Lexan, dat normaal hydrofiel is, wat betekent dat water zich verspreidt bij contact, niet iets dat hydrofoob is om mee te beginnen, zoals teflon of siliconen -gebaseerde materialen. Deze laatste materialen zijn veel duurder in vergelijking met Lexan, een alomtegenwoordige thermoplast die wordt gebruikt in producten variërend van cd's en dvd's tot autokoplampen, voedselopslagcontainers en gewone huishoudelijke apparaten.
Hoewel GE nog geen specifieke toepassingen voorspelt, zijn er theoretisch een paar mogelijk. Een goedkoop superhydrofoob plastic zou kunnen worden gebruikt in voedselcontainers waaruit elk laatste beetje ketchup of siroop zou vloeien. Het kan ook een bouwpaneel mogelijk maken dat water zo efficiënt afstoot dat regen het vuil wegspoelt - waardoor het in wezen zelfreinigend wordt.
Zo'n materiaal kan ook een bonanza zijn voor de geneeskunde. Op het gebied van microfluïdica zijn superhydrofobe materialen nodig, zodat kleine hoeveelheden bloed of andere lichaamsvloeistoffen gemakkelijker door kanalen op micrometerschaal kunnen stromen. Hoewel sommige superhydrofobe materialen momenteel beschikbaar zijn, zijn ze duur genoeg om visies op diagnostische gadgets die je in een drogisterij zou kunnen kopen, uit te sluiten. Een goedkoop plastic zou echter zo'n wegwerpbare diagnostische chip haalbaar kunnen maken. Het is een groot probleem en het is belangrijk voor de microfluïdische toepassingen, zegt Neelesh Patankar, een werktuigbouwkundig ingenieur en microfluïdica aan de Northwestern University.
GE heeft zijn onderzoeksresultaten niet gepubliceerd uit overwegingen van intellectueel eigendom. Maar het bedrijf gelooft dat het iets heel nieuws op het spoor is. Voor zover wij weten, begonnen de meeste, zo niet alle superhydrofobe materialen waarover we hadden gelezen tot midden vorig jaar [toen het bedrijf zijn eerste prototype maakte] met materialen die al hydrofoob waren. Het is een stuk makkelijker om ze superhydrofoob te maken. We zijn begonnen in het gat, met iets dat hydrofiel is. Dat was uniek, zegt Margaret Blohm, leider in geavanceerde technologie voor GE's nanotechnologielab in het Global Research Center in Niskayuna, NY. We hebben hydrofiel in superhydrofoob veranderd. We zijn waarschijnlijk de eerste groep die dit doet.
GE heeft dit bereikt door een materiaal aan te passen dat een steunpilaar is van zijn kunststofactiviteiten. En ze haalden hun inspiratie uit de bladeren van de lotusplant, die van nature superhydrofoob is; microscopisch onderzoek van lotusbladeren onthult hun nanokristallijne wasstructuur. Het oppervlak van het lotusblad heeft cellen van 5-10 micrometer breed, met daarop minuscule waskristallen van tientallen nanometers breed. Op een lotusblad zien waterkralen er bijna uit als perfecte bollen.
GE wilde dit patroon op het oppervlak van zijn polycarbonaatmateriaal nabootsen, voornamelijk door het oppervlak op een specifieke manier op te ruwen. Tao Deng, materiaalwetenschapper bij GE, houdt de mond vol over het proces, maar zegt dat het is gedaan met een chemische behandeling van het oppervlak.
GE slaagde afgelopen zomer met zijn prototype, maar begon pas de afgelopen weken de opmars te bespreken. Een van de belangrijke nadelen is dat het proces het plastic ondoorzichtig maakt, niet transparant. Dat betekent dat het niet zou werken voor plastic ramen of doorzichtige voedselcontainers. Maar een duidelijke versie is niet ver weg. Dat komt eraan, zegt Deng.
Zelfs het krijgen van de ondoorzichtige versies in echte producten zal enige tijd duren. GE schat dat het nog minstens vijf jaar zal duren voordat de commercialisering plaatsvindt, zodra de fabricageproblemen zijn opgelost. Vijf jaar is echter niet zo veel tijd - ongeveer hoe lang het duurt voordat alle ketchup uit de plastic flessen van vandaag druppelt.
Afbeelding op de startpagina met dank aan GE.