Пропитанная жидкостью поверхность
Скользкая пористая поверхность, пропитанная жидкостью (SLIPS), пропитанная жидкостью поверхность (LIS) или многофазная поверхность состоит из двух отдельных слоев. Первый представляет собой высокотекстурированную или пористую подложку с элементами, расположенными достаточно близко, чтобы стабильно содержать второй слой, который представляет собой пропитывающую жидкость, заполняющую пространства между элементами. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Жидкость должна иметь поверхностную энергию, хорошо согласованную с подложкой, чтобы образовать стабильную пленку. [ 4 ] Скользкие поверхности находят применение в коммерческих продуктах, противообрастающих поверхностях, медицинских устройствах, устойчивых к обледенению и биопленке.
Адаптивные поверхностные технологии [ 5 ] и LiquiGlide — коммерческие примеры пропитанных жидкостью поверхностей, изобретенных в Гарвардском университете. [ 6 ] [ 7 ] и Массачусетский технологический институт . [ 8 ]
Поверхности типа SLIPS имеют ряд преимуществ перед традиционными супергидрофобными поверхностями на основе лотоса. Свободнотекущая жидкость позволяет создать гладкую поверхность с возможностью самовосстановления. Эта гладкая поверхность часто приводит к малому углу скольжения для жидкостей как с высоким, так и с низким поверхностным натяжением. Наконец, поверхности SLIPS можно сделать оптически прозрачными в отличие от многих традиционных супергидрофобных поверхностей, которые рассеивают свет из-за того, что имеют структуру того же порядка, что и видимый свет.
Однако долговечность SLIPS при длительном противообледенительном применении вызывает беспокойство. [ 9 ] В связи с этим замена смазки в SLIPS на фазовращающую жидкость (PSL) [ 10 ] может дать многообещающие результаты. PSL представляют собой класс материалов с фазовым переходом , которые в условиях окружающей среды находятся в жидком состоянии и имеют температуру плавления выше, чем точка замерзания воды. Таким образом, PSL превращается в твердую фазу в холодной среде до того, как может произойти замерзание воды. Хотя текстурированная поверхность, пропитанная PSL, ведет себя как традиционные SLIPS в условиях окружающей среды, при эксплуатации при температуре ниже температуры плавления PSL они сопротивляются вытеснению PSL из текстуры поверхности водой, вызывая повышенную ледофобность даже на гидрофильных подложках.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Скользкие поверхности с высокой устойчивостью к давлению, оптической прозрачностью и характеристиками самовосстановления» .
- ^ «Патент США № US 20130032316 A1» . Патент США . ВПТЗ США . Проверено 18 октября 2013 г.
- ^ «Патент США № US 20090191374 A1» . Патент США . ВПТЗ США . Проверено 10 августа 2022 г.
- ^ Айзенберг, Джоанна; Гринталь, Элисон; Хаттон, Бенджамин Д.; Смайт, Элизабет Дж.; Тан, Синди Кентукки; Кан, Сон Хун; Вонг, Так-Синг (сентябрь 2011 г.). «Биоинспирированные самовосстанавливающиеся скользкие поверхности с устойчивой к давлению всефобностью» . Природа . 477 (7365): 443–447. Бибкод : 2011Natur.477..443W . дои : 10.1038/nature10447 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 21938066 . S2CID 4300247 .
- ^ «Адаптивные поверхностные технологии» . Адаптивные поверхностные технологии . Проверено 17 августа 2022 г.
- ^ «Скользкие поверхности с высокой устойчивостью к давлению, оптической прозрачностью и характеристиками самовосстановления» .
- ^ Айзенберг, Джоанна; Гринталь, Элисон; Хаттон, Бенджамин Д.; Смайт, Элизабет Дж.; Тан, Синди Кентукки; Кан, Сон Хун; Вонг, Так-Синг (сентябрь 2011 г.). «Биоинспирированные самовосстанавливающиеся скользкие поверхности с устойчивой к давлению всефобностью» . Природа . 477 (7365): 443–447. Бибкод : 2011Natur.477..443W . дои : 10.1038/nature10447 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 21938066 . S2CID 4300247 .
- ^ «Сайт LiquiGlide» . Компания LiquiGlide Inc. Проверено 5 ноября 2013 г.
- ^ Рыкачевский, Конрад; Ананд, Сушант; Субраманьям, Шринивас Бангалор; Варанаси, Крипа К. (30 апреля 2013 г.). «Механизм образования инея на пропитанных смазкой поверхностях». Ленгмюр . 29 (17): 5230–5238. дои : 10.1021/la400801s . ISSN 0743-7463 . ПМИД 23565857 .
- ^ Чаттерджи, Рукмава; Бейсенс, Дэниел; Ананд, Сушант (2019). «Задержка образования льда и инея с помощью жидкостей с фазовым переключением» . Продвинутые материалы . 31 (17): 1807812. Бибкод : 2019AdM....3107812C . дои : 10.1002/adma.201807812 . ISSN 1521-4095 . ПМИД 30873685 .