О компании 
 Услуги 
 Пользователям 
 Поддержка 
 Контакты 
 
Главные новости
В мире
Россия
Бизнес
Наука и техника
Спорт
Культура
Здоровье
Подключиться
Оставить заявку
на подключение
Ссылки
Тарифные планы
Оставить заявку в службу ТП
Как оплатить
Карта сайта
Ресурсы сети
Почта
Блоги
Кино
Media
Фотогалерея
FTP сервера
Общение
Пиринговые сети
Игровые сервера
 
23.04.2008 11:00:00  Роза раскрыла влажный секрет <<<

Роза раскрыла влажный секрет

Секрет уникальной способности роз удерживать мельчайшие капли воды на своих лепестках – в особой форме «шишечек», образующих их поверхность. Китайские химики воссоздали чудо природы, сделав из искусственных полимеров лепесток, которым так же можно любоваться после дождя; только удовольствие это слишком дорогое.

У природы всегда есть чему поучиться. Это в очередной раз доказали химики и биологи из пекинского университета, выяснившие механизм «лепесткового» эффекта роз. Именно он обеспечивает самые потрясающие снимки, сделанные после дождя, когда капли воды буквально застывают на бархатных или глянцевых бутонах, не стекая с них, даже если перевернуть цветок.

Отношения различных природных поверхностей с водой удивительно разнообразны: от абсолютно гидрофобных (водоотталкивающих) до максимально гидрофильных (смачиваемых). Причем в биологии трудно найти организм, не прибегающий ни к каким приспособлениям для усиления или ослабления контакта с основой нашей формы жизни. Листья и лепестки растений чаще склонны к гидрофобным свойствам, как крылья и ноги насекомых. Достаточно малейшего ветерка или дрожи, чтобы капля сбежала с поверхности.

Этот эффект, называемый эффектом лотоса, достаточно хорошо изучен и обеспечивается не только несмачиваемым воскоподобным покрытием, но и уникальной микроструктурой. Практическое применение очевидно: самоочищающиеся или вовсе «непачкающиеся» материалы, которые уже воспроизведены, необходимые в технике и в медицине. Например, антипригарное покрытие сковородок или сверхгидрофобный эффект лап геккона, воспроизведенный с помощью слоя полистироловых нанотрубочек.

Всё описанное – примеры гидрофобных состояний, когда капли скатываются при малейшей дрожи.

Лепестковый эффект – полная тому противоположность. Причём особенность его в том, что гидрофобность поверхности сочетается с её сильнейшей адгезией («прилипучестью»).

В результате на бутоне оседают капли сферической формы, которые, с одной стороны, не растекаются по лепестку, но при этом они не скатываются, даже если развернуть систему вверх тормашками.

Как выяснили китайские учёные под руководством Линь Фэна из университета Цинхуа в Пекине, причина эффекта – в особенностях упорядоченных микро– и наноструктур, выявленных с помощью электронной микроскопии; учёным даже удалось создать их искусственную копию. Работа учёных опубликована в последнем номере журнала Langmuir.

Подобные структуры уже были обнаружены в листах лотоса и конечностях многих членистоногих. Учёные полагали, что причина особых свойств розы – в существенно отличающихся размерах их элементов.

Как оказалось, размеры здесь ни при чём – они примерно такие же, как у лотоса.

Критичной оказалась форма этих микроскопических «шишечек».

Если у лотоса расстояния между ними недостаточно для обеспечения полного контакта, то конусообразные выросты на лепестках розы, находящиеся на чуть большем расстоянии друг от друга, надежно «закрепляют» каплю на поверхности.


Схематическое изображение «шишечек», обеспечивающих «эффект розовых лепестков» (сверху) и «листа лотоса» (снизу). //Lin Feng et al., Langmuir



Найденные особенности китайские микротехнологи сразу применили на практике, взяв вместо естественных биополимеров искусственные поливинил и полистирол. Если эти материалы находятся в виде пленки, то их поверхность несмачиваема. Стоило только структурировать их по аналогии с розой, как ученые сразу получили сверхгидрофобное и притом высокоадгезивное состояние.

Причем если в плоском состоянии гидрофобность полистироловой пленки, измеряемая «краевым углом» или «углом смачивания», составляет 95o, то введение упорядоченной шероховатой структуры увеличило его до 154,6o, добавив, кроме этого, и способность «завешивать каплю», если искусственный лепесток перевернуть.



Поливиниловая (сверху) и полистироловая (снизу) имитация розового лепестка. Капли на них держатся так же хорошо, как и на лепестках роз. Фотография получена с помощью сканирующего электронного микроскопа. // Lin Feng et al., Langmuir



Создавались микроматериалы с помощью метода отпечатка, когда в качестве матрицы использовался лепесток розы, на который наносили раствор полимера с последующим испарением растворителя. А с этого отпечатка уже делали новую структуру, практически не отличающуюся от лепестка, за исключением чешуек, формирующих эти «шишечки» в природе.

Ученые полагают, что в зависимости от цели для этого пригодны не только различные полимеры – полиакрилонитрил, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат и полиамиды, но и различные биологические матрицы, свойства которых необходимо воспроизвести.

Впрочем, стоимость и технологичность методов вряд ли позволят в ближайшем будущем создать искусственные цветы, вызывающие такое же восхищение после дождя.

 

Пётр Смирнов

http://www.gazeta.ru/science/2008/04/17_a_2697523.shtml

http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/langd5/2008/24/i08/abs/la703821h.html

 



Возврат к списку новостей

 
Wiki-новости
Экономика и финансы
Информационные технологии
Физика
Математика
Я - Женщина
Афиша
Нумизматика
История
История России
Великая Отечественная война
История Америки
Европа в Средние века
Великое княжество Литовское
Раннее Новое время
Возрождение
Византийская империя
Древний Рим
Древняя Греция
Древний Египет
Археология
Философия
Религии мира
Эзотерика
Астрономия
Биология
Орнитология
Океанология
Палеонтология
Стратиграфия и геохронология
Геология
Отправить SMS
 
Карта сайта