O'z-o'zini tozalash sirtlari - Self-cleaning surfaces

O'z-o'zini tozalash sirtlari har xil chiqindilarni yoki bakteriyalarni sirtidan turli yo'llar bilan olib tashlashning o'ziga xos xususiyatiga ega bo'lgan materiallar sinfidir. Ushbu sirtlarning o'z-o'zini tozalash funktsiyasi odatda kuzatilgan tabiiy hodisalardan ilhomlantiradi lotus barglar, gekko oyoqlari va suvni tashuvchilar bir nechtasini nomlash. O'zini tozalaydigan sirtlarning aksariyati uchta toifaga bo'linishi mumkin: 1) Supergidrofob, 2) Supergidrofilik va 3) Fotokatalitik.

Tarix

O'z-o'zini tozalash sirtining birinchi namunasi 1995 yilda yaratilgan.[1] Paz va boshq. shaffofni yaratdi titanium dioksid (TiO2) oynani qoplash va o'z-o'zini tozalash qobiliyatini ta'minlash uchun ishlatilgan film. Ushbu o'z-o'zini tozalash sirtining birinchi tijorat qo'llanilishi, Pilkington Activ tomonidan ishlab chiqilgan Pilkington 2001 yilda shisha. Ushbu mahsulot ikki bosqichli tozalash jarayonini amalga oshiradi. Birinchi bosqich shishadagi har qanday iflos moddalarni fotokataliz qilishdan iborat. Ushbu bosqich stakanning supergidrofil bo'lishiga va stakan sirtidagi katalizatsiyalangan qoldiqlarni yuvishiga imkon beradigan suv bilan davom etadi. O'z-o'zini tozalaydigan shisha yaratilganidan beri, titanium dioksid o'z-o'zini tozalashga imkon beradigan boshqa moddiy sirtlarga qo'shilishi mumkin bo'lgan o'z-o'zini tozalash nanozarralarini yaratish uchun ham ishlatilgan.[2]

Yuzaki xususiyatlari

Sirtning o'zini o'zi tozalash qobiliyati odatda quyidagilarga bog'liq hidrofobiklik yoki hidrofillik yuzaning Suvli yoki organik moddalarni sirtdan tozalashdan qat'i nazar, suv o'z-o'zini tozalash jarayonida muhim rol o'ynaydi. Xususan, suvning sirtdagi aloqa burchagi sirtning o'z-o'zini tozalash qobiliyatini aniqlashga yordam beradigan muhim xususiyatdir. Ushbu burchakka sirt pürüzlülüğü ta'sir qiladi va "yopishqoqlik" ni tasvirlash uchun quyidagi modellar ishlab chiqilgan yoki namlanish o'z-o'zini tozalash yuzasi.

Yoshning modeli

Youngning namlash modeli suv tomchisi va mukammal tekis sirt o'rtasidagi munosabatni tavsiflash uchun ishlatiladi. Ushbu model odatda lotus barglarining o'z-o'zini tozalash mexanizmini tushuntirish uchun ishlatiladi.

Yosh va uning hamkasblari Youngning namlash modelini taklif qildilar, bu suv tomchisining a ga tegish burchagi bilan bog'liq tekis sirt uchun sirt energiyalari suv, sirt va atrofdagi havoning Ushbu model odatda ideal tekis yuzada suv tomchisini haddan tashqari soddalashtirishdir. Ushbu model sirt pürüzlülüğünü sirt ustida suv bilan aloqa qilish burchagini bashorat qilish omili sifatida ko'rib chiqish uchun kengaytirildi. Yangning modeli quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi:

[3]

= Sirtdagi suvning aloqa burchagi

= Yuzaki-havo interfeysining sirt energiyasi

= Sirt-suyuqlik interfeysining sirt energiyasi

Venzelning namlash modeli suv tomchisi va qo'pol sirt o'rtasidagi chegarani tavsiflash uchun ishlatiladi.

= Suyuq-havo interfeysining sirt energiyasi

Wenzel modeli

Suv tomchisi tekis bo'lmagan sirtda bo'lsa va sirt topografik xususiyatlari sirt maydonidan kattaroq bo'lsa, mukammal tekis versiya Wenzel modeli shu sirtning namlanishini aniqroq taxmin qiladi. Venzel modeli quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi:

[3][4]

= Venzel modeli tomonidan bashorat qilingan suvning aloqa burchagi

= Qo'pol sirt sirtining bir xil sirt tekis proektsiyasining sirt maydoniga nisbati

Kessi Baxterning namlash modeli suv tomchisi va uning orasidagi sirt topografik xususiyatlari o'rtasida havo cho'ntaklarini hosil qilganida, suv tomchisi va sirt o'rtasidagi interfeysni tavsiflash uchun ishlatiladi.

Kessi-Baxterning modeli

Tabiatdagi suv sathining o'zaro ta'sirini ko'rsatadigan yanada murakkab tizimlar uchun Kassi-Baxter modeli qo'llaniladi. Ushbu model suv tomchisi o'zi va u bilan yuza o'rtasida havo ushlashi mumkinligini hisobga oladi. Kassi-Baxter modeli quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi:

[3][5]

= Kassi-Baxter modeli taxmin qilgan suvning aloqa burchagi

= Suyuq havo fraktsiyasi, suyuqlik tomchisining havo bilan aloqa qiladigan qismi

Mexanizmlar

Suvdan foydalanish

A) Yuqori aloqa burchagi 180 darajaga yaqin bo'lgan supergidrofobik sirt. B) Suvning sirpanish burchagi past bo'lgan sirt. C) Yuqori sirpanish burchagi bo'lgan sirt, bu suvni o'z yuzasidan tozalashda unchalik samarasiz bo'ladi.

Sirtni namlantirishni boshqarish sirtlarni tozalashning muhim jihati hisoblanadi. O'zini tozalaydigan materiallar sifatida ikkala supergidrofob va supergidrofil yuzalar ishlatilgan.

Supergidrofob

Supergidrofob sirtlarni turli xil usullar bilan yaratish mumkin, shu jumladan plazma yoki ionli aşındırma, material yuzasida kristal o'sishi va nanolitografiya bir nechtasini nomlash.[6] Ushbu jarayonlarning barchasi sirtni supergidrofobiklik bilan qoplaydigan nano-topografik xususiyatlarni yaratadi. Supergidrofob yuzalarni ishlab chiqishning asosiy maqsadi Lotus bargining tabiatdagi barcha suvlarni qaytarish qobiliyatiga ega bo'lgan o'z-o'zini tozalash xususiyatlarini qayta tiklashdir. Supergidrofobik o'z-o'zini tozalash uchun asos bu sirtlarning sirt bilan aloqa qilishda tarqalishini oldini olish qobiliyatidir. Bu 180 darajaga yaqin suv bilan aloqa burchagida aks etadi. Supergidrofobik o'z-o'zini tozalash sirtlari past siljish burchaklariga ham ega bo'lib, bu sirt ustida to'plangan suvni, odatda tortishish kuchi bilan osonlikcha yo'q qilishga imkon beradi. Supergidrofob yuzalar har qanday suvga asoslangan chiqindilarni tozalash uchun juda yaxshi bo'lsa-da, bu yuzalar moy kabi boshqa iflos narsalarni tozalashga qodir emas.

Supergidrofilik

A) Supergidrofil yuzadagi suv tomchisi suv bilan aloqa burchagiga juda past, chunki suv yuzasiga tarqaladi. B) Super hidrofilik yuzadagi axloqsizlik yoki chiqindilar (ko'k doira) sirtdan ko'tarilishi mumkin, chunki suv uning ostiga tarqaladi. Suv sirtdan siljiganida, qoldiqlar suv bilan birga olib tashlanadi.

Supergidrofillik sirtlarni turli xil axloqsizlik yoki qoldiqlarni tozalashga imkon beradi. Ushbu mexanizm yuqorida aytib o'tilgan supergidrofob yuzalarga qaraganda ancha farq qiladi. Supergidrofil o'z-o'zini tozalaydigan yuzalar uchun tozalash yuzaga chiqadi, chunki suv har qanday ifloslangan chiqindilar bilan qoldiqlarni yuvish uchun sirt o'rtasida o'tishi uchun (suv bilan aloqa qilishning juda past burchagi) sirtga juda katta darajada tarqalishi mumkin.

Fotokataliz

O'z-o'zini tozalash uchun eng ko'p ishlatiladigan mahsulotlardan biri, titanium dioksid, dastlabki fotokatalitik qadam va keyingi supergidrofillikni birlashtirgan noyob o'z-o'zini tozalash mexanizmidan foydalanadi. Titan dioksidli qoplama, odatda shisha derazalarda, ultrabinafsha nurlar ta'sirida erkin elektronlar hosil qiladi, ular erkin radikallarni hosil qilish uchun havodagi kislorod va suv bilan ta'sir o'tkazadilar. Ushbu erkin radikallar, o'z navbatida, shisha yuzasida yotgan har qanday iflos organik moddalarni parchalanishiga olib keladi. Titan dioksidi, shuningdek, odatda gidrofobik oynani supergidrofil yuzaga o'zgartiradi. Shunday qilib, yomg'ir tushganda, deraza yuzasida munchoq ko'tarilib, stakanga bir zumda tushish o'rniga, yomg'ir tomchilari tezda hidrofil yuzasiga tarqaladi. Keyin suv deraza yuzasidan pastga tushadi, chunki tomchi emas, balki plyonka bo'lib, asosan sirt qoldiqlarini olib tashlash uchun shimgich kabi harakat qiladi.

Tabiatda

O'simliklar

Lotus bargi

The lotus gullari ba'zi Osiyo madaniyatlarida poklik ramzi sifatida tanilgan.[7] Lotus barglari (Nelumbo nucifera) suvga chidamli va yopishqoqligi past, ularni ifloslanish yoki ifloslanishdan saqlaydi, hatto iflos suvga botiradi. O'z-o'zini tozalash deb ataladigan bu qobiliyat, tabiat o'zini axloqsizlik va patogenlardan himoya qiladi va o'z-o'zini tozalash bosqinchi mikroblarga qarshilik ko'rsatishda muhim rol o'ynaydi. Darhaqiqat, patogen hayot shakllarining ko'p miqdordagi sporalari va konidiyalari, asosan zamburug'lar, unib chiqishi uchun akvaga va suv ko'rinishida barglarni bo'yashga muhtoj.[8] Nemis botanikchilarigacha lotus gulining loyli suvda ham toza bo'lib qolishi qiziq edi. Barthlott va Neinhuis, a-ning yordamida barglarning noyob dual tuzilishini tanishtirdilar skanerlash elektron mikroskopi (SEM).[9][10] Papilloza epidermis hujayralari o'simlikning tashqi qismini, xususan, bargini gilam bilan qoplaydi. Ushbu hujayralar papilla yoki mikroasperitlarni hosil qiladi, bu esa sirtni juda qo'pol qiladi. Mikroskale pürüzlülüğü ustiga, papilla yuzasi uch o'lchovli (3-D) gidrofobik uglevodorodlardan iborat epikutikulyar mumlardan tashkil topgan nanoskal asperitiyalar bilan birlashtirilgan. Asosan, o'simlik kutikulasi turli xil ierarxik darajalarda ishlab chiqilgan kutin va past sirt energiya mumlari tarmog'idan tashkil topgan kompozitsion materialdir.[11][12][13] Lotus barglarining har xil tekislangan yuzasi qavariq hujayralardan (bo'rtmalarga o'xshaydi) va mumsimon tubulalarning ancha kichik qatlamidan qilingan.[14] O'simliklar barglaridagi suv munchoqlari nano-xususiyatlarning tepasida yotadi, chunki havo konveks hujayralari vodiysida joylashgan bo'lib, bu suv tomchisining aloqa maydonini kamaytiradi. Demak, lotus barglari ajoyib supergidrofobiklikni anglatadi. Lotus bargining statik aloqa burchagi va aloqa burchagi histerezisi mos ravishda 164 ° va 3 ° atrofida aniqlanadi.[15] Bargdagi mayda burchaklar bilan suv tomchilari siljiydi va har qanday ifloslik yoki ifloslantiruvchi moddalarni olib, o'z-o'zini tozalashga olib keladi.[16] Tomchilarning paydo bo'lishi va siljishi qobiliyati nafaqat hidrofobikka, balki bog'liqdir aloqa burchagi histerezisi.

O'simliklar dunyosida lotus bargi tabiiy supergidrofob yuzalarning yagona namunasi emas. Masalan, taro (Colocasia esculenta) barglari ham o'zini o'zi tozalash xususiyatiga ega ekanligi aniqlandi.[17] Ular o'rtacha 10 mm diametrli elliptik o'simtalar va nano o'lchamdagi pimlarda hosil bo'lgan ikkilik pürüzlülüğe ega. Hindiston kanna (Cannageneralis bailey) barglari va guruch barglari (har qanday guruch), shuningdek, ierarxik sirt morfologiyasidan kelib chiqadigan supergidrofobiklikni anglatadi.[18]

Yigitlar krujka o'simliklari

The Yigitlar Hindiston, Indoneziya, Malayziya va Avstraliya singari ko'plab mamlakatlarda keng tarqalgan yirtqich krujka supergidrofil yuzaga ega bo'lib, uning ustida namlash burchagi bir xil suv plyonkasini hosil qilish uchun nolga yaqinlashadi. Shuning uchun, u sirtning silliqligini oshiradi va o'lja uning chekkasidan siljiydi (peristom).[19] Nepenthes qirg'og'ining yuza relyefi ko'p miqyosli radiusli tizmalarni namoyish etadi. Ikkinchi tartibli tizmalar kattaligi jihatidan juda kichik va bir-birining ustiga tushgan epidermidis hujayralarining tekis qatorlari orqali hosil bo'ladi. Epidermidis hujayralarining yuzasi silliq va mumsizdir. Mum kristallari va mikroskopik pürüzlülüğün yo'qligi, hidrofilik va kapillyar kuchlarni kuchaytiradi, bu bilan suv jant yuzasini tezda namlashi mumkin.[20]

Hayvonlar

Kelebek qanotlari

Kelebek qanotlari nafaqat ultra-hidrofobik xususiyatga, balki yo'naltiruvchi yopishqoq xususiyatlarga ham ega. Agar suv boncuğu tananing markaziy o'qidan radiusli tashqi (RO) yo'nalishda bo'lsa, u siljiydi va kirni tozalaydi va o'z-o'zini tozalashga olib keladi. Boshqa tomondan, agar tomchilar teskari yo'nalishga qarama-qarshi bo'lsa, ular sirtga mahkamlanib, yopishqoqlikka olib keladi va tananing markaziga yaqin qanotlarga axloqsizlik tushishini oldini olish orqali kelebekning parvoz barqarorligini ta'minlaydi. SEM mikrograflari qanotlari ingichka lamellar bilan biriktirilgan nanostripslar bilan qoplangan, hizalanmış mikroko'plardan kelib chiqqan holda RO yo'nalishi bo'yicha ierarxiyani namoyish etadi.[21]

Suv o'tkazgichlari (Gerris remigis)

Suv o'tkazgichlari (Gerris remigis), eng ko'p Isoning buglari deb ataladigan narsa, favqulodda qobiliyatga ega bo'lib, ularni suv ustida yurishga imkon beradi. Supergidrofobik o'simliklarga o'xshash usulda, ularning oyoqlari ierarxik morfologiyasi tufayli suvga chidamli. Ular hidrofob mumsimon sochlar, mikrosetalar bilan qurilgan va har bir soch nanogrooves bilan qoplangan. Natijada havo mikro va nanohairlar orasiga tushib qoladi, bu esa suvni qaytaradi.[22] Feng va boshq. oyoqning suvga qanchalik chuqur tushishi va oyoqning aloqa burchagini o'lchagan. Ular aloqa burchagini kamida 168 ° topdilar va maksimal chuqurlik 4.38 ± 0.02 mm.[23]

Gecko oyoqlari

Gecko oyoqlari tabiatdagi eng mashhur qaytariladigan yopishqoqlik mexanizmi. Oyoqlarning ifloslanishiga qarshi qobiliyati gekkonlarning oyoqlarida ifloslanishlarsiz changli shiftlar va burchaklar ustida harakatlanishiga imkon beradi. 2000 yilda Kuz va boshq. elektron mikroskop ostida barmoqlarning sirt xususiyatlarini o'rganish orqali gekkoning kuchli yopishqoqligining kelib chiqishini aniqladi.[24] Ular har bir oyoqning millionlab mayda sochlardan tashkil topgan iyerarxik morfologiyasini kuzatdilar. Bundan tashqari, har bir sochlar kichikroq sochlardan tashkil topgan va har bir soch tekis spatula bilan o'ralgan va bu spatulalar van der Vals kuchlari bilan bog'langan. Ushbu sirt xususiyati, sirt turidan qat'i nazar (hidrofobik, hidrofilik, quruq, nam, qo'pol va boshqalar) gekkonlar sirtini yopishtirishga imkon beradi. Kuchli yopishqoqlikdan tashqari, gekko oyog'i o'ziga xos o'ziga xos tozalash xususiyatiga ega bo'lib, lotus bargi sifatida suv talab qilmaydi.[25]

Akula terisi

Shark terisi antifuling, o'z-o'zini tozalash va past yopishqoq sirtlarning yana bir namunasidir. Ushbu hidrofil sirt akulalarning suvda tez harakatlanishiga imkon beradi. Shark terisi vaqti-vaqti bilan uchburchak shaklidagi rishtalar bilan birlashtirilgan olmos shaklidagi dermal dentikulalardan iborat.[26]

Tayyorlash va tavsiflash

Sintetik o'z-o'zini tozalash sirtlarini tayyorlash uchun turli xil usullar mavjud[8] kerakli nanotopografiyani olish uchun ishlatiladi va keyin sirt nanostrukturasi va namlanish xususiyatini tavsiflaydi.

Andozalash strategiyalari

Shablonlash polimerga nanostrukturani qo'shish uchun qolipdan foydalanadi.[27] Kalıplar, o'z-o'zini tozalash xususiyatlariga ko'ra, turli xil manbalardan, shu jumladan tabiiy manbalardan, masalan, lotus bargi dan kelib chiqishi mumkin.

Nanokasting

Nanokasting - bu asoslangan usul yumshoq litografiya nano-tuzilgan sirtlarni tayyorlash uchun elastomerik qoliplardan foydalanadi. Masalan, polidimetilsiloksan (PDMS) lotus bargi ustiga tashlanib, salbiy PDMS shablonini tayyorlash uchun ishlatilgan. Keyin PDMS trimetilxlorosilanning yopishqoqlikka qarshi monolayeri bilan qoplangan va birinchisidan ijobiy PDMS shablonini tayyorlash uchun ishlatilgan. Tabiiy lotus bargi tuzilishi o'z-o'zini tozalash qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, ushbu templat texnikasi nanostrukturani takrorlash imkoniyatiga ega bo'ldi, natijada lotus bargiga o'xshash sirt namlanadi.[28] Bundan tashqari, ushbu metodologiyaning osonligi nano-tuzilgan sirtlarni ommaviy takrorlashga tarjima qilishga imkon beradi.

Imprint nanolitografiya

Imprint nanolitografiya shablonlardan foydalanadi, qattiq qolipni polimer ustidagi polimerga bosadi shisha o'tish harorati (Tg). Shunday qilib, ushbu turdagi to'qima uchun harakatlantiruvchi kuchlar issiqlik va yuqori bosimdir.[27] Polistirolni bosib chiqarish uchun anodlangan alyuminiy oksidi (qattiq qolip) bilan alyuminiydan iborat g'ovakli shablonlardan foydalanilgan. Bunga erishish uchun polistirol Tg dan 130 santigrat darajagacha qizdirildi va shablonga bosildi. Shablon alyuminiyni eritib, nanoemboss yoki nanofiber yuzalarni ishlab chiqarish yo'li bilan olib tashlandi. Nan tolalari tomonlarining nisbatining oshishi bir xil olti burchakli naqshni buzdi va tolalar to'plamlarni hosil bo'lishiga olib keldi. Oxir oqibat, eng uzun nanofilalar eng katta sirt pürüzlülüğüne olib keldi, bu esa sirt ho'llanuvchanligini sezilarli darajada kamaytirdi.[29]

Kapillyar nanolitografiya

Imprint nanolitografiyaga o'xshab, kapillyar nanolitografiyada naqshli elastomerik qolip qo'llaniladi. Biroq, yuqori bosimdan foydalanish o'rniga, harorat Tg dan oshganda, kapillyar kuchlar polimerni qolip ichidagi bo'shliqlarni to'ldirishga imkon beradi. Suh va Jon poli (uretan akrilat) (PUA) dan qoliplardan foydalanganlar. Ular spin bilan qoplangan, suvda eruvchan polimerga, polietilen glikol (PEG), u PEG Tg dan yuqori ko'tarilgan. Ushbu tadqiqot nanotopografiya qo'shilishi aloqa burchagini oshirganligini aniqladi va bu o'sish nanotopografiya balandligiga bog'liq edi.[30] Ko'pincha, ushbu usul kapillyar ta'sirga xos bo'lgan chiqadigan nanostrukturalarning uchida meniskus hosil qiladi.[31] Keyinchalik qolipni eritib yuborish mumkin.[27] Kombinatorial litografiya yondashuvlari ham qo'llaniladi. Bir tadqiqot PDMS qoliplarini PUA bilan to'ldirish uchun kapillyarlikdan foydalangan, avval polimer qatronini ultrabinafsha nurlari bilan qisman davolashgan. Mikrostrukturalar hosil bo'lgandan so'ng, nanostrukturalarni ishlab chiqarishga bosim o'tkazildi va ultrabinafsha nur bilan davolash yana qo'llanildi. Ushbu tadqiqot sirt hidrofobligini oshirish uchun ierarxik tuzilmalardan foydalanishning yaxshi namunasidir.[32]

Fotolitografiya yoki rentgen litografiyasi

Fotolitografiya va Rentgen litografiyasi substratlarni, ko'pincha kremniyni tozalash uchun ishlatilgan.[33] Qarshilik yoki nurga sezgir material substrat ustiga qoplanadi. Ko'pincha oltin yoki rentgen nurlarini yutadigan boshqa birikmalardan iborat rezistent ustiga niqob qo'llaniladi. Yorug'likka uchragan mintaqa a da eruvchan bo'ladi fotorezist ishlab chiqaruvchi (masalan, radikal turlar) yoki fotorezist ishlab chiquvchida erimaydi (masalan, o'zaro bog'langan turlar), natijada naqshli sirt paydo bo'ladi. Rentgen nurlari ultrabinafsha nurlari ko'rinishida foydali bo'ladi, chunki qisqa to'lqin uzunliklari kichikroq xususiyatlarni ishlab chiqarishga imkon beradi.

Boshqa uydirma strategiyalari

Plazma bilan davolash

Plazma bilan davolash yuzalar asosan sirtni quruq qirg'ishdir. Bunga kamerani kislorod, ftor yoki xlor kabi gaz bilan to'ldirish va ion manbalarini plazma orqali ion turlarini tezlashtirish orqali erishiladi. Ionning sirtga qarab tezlashishi sirt ichida chuqur oluklar hosil qiladi. Topografiya bilan bir qatorda, plazma bilan ishlov berish, sirtga turli elementlarni yotqizish uchun turli xil gazlar yordamida sirt funktsionalizatsiyasini ham ta'minlashi mumkin.[27] Yuzaki pürüzlülük plazmada aşındırma davomiyligiga bog'liq.[34]

Kimyoviy birikma

Odatda, kimyoviy yotqizish noorganik materiallar yoki galogenidlarni yuzalarga ingichka plyonka sifatida joylashtirish uchun suyuq yoki bug 'fazalarini ishlatadi.[35] Reaktivlar sirt ustida reaksiyaga kirishish uchun tegishli stexiometrik miqdorda etkazib beriladi. Kimyoviy cho'kma turlari kiradi kimyoviy bug 'cho'kmasi, hammomni cho'ktirish va elektrokimyoviy cho'kma. Ushbu metodologiyalar yupqa kristalli nanostrukturalarni ishlab chiqaradi.[27] Masalan, brusit tipidagi kobalt gidroksid kristalli sirtlari hammomni cho'ktirish yo'li bilan ishlab chiqarilgan va laurik kislota bilan qoplangan. Ushbu sirtlarning diametri 6,5 nm bo'lgan individual nanofiber uchlari bor edi, natijada aloqa burchagi 178 darajagacha ko'tarildi.[36]

Yuzaki xarakteristikalar usullari

Skanerlash elektron mikroskopi (SEM)

SEM tabiiy sirtlarni taqqoslash imkonini beradigan, tayyorlangan sirtlarning morfologiyasini o'rganish uchun ishlatiladi[16] sintetik yuzalar bilan. Nanotopografiya hajmini o'lchash mumkin.[36][33] SEM uchun namunalar tayyorlash uchun, ko'pincha platina, oltin / palladiy yoki kumush yordamida yuzalar püskürtülür, bu esa namunadagi shikastlanish va zaryadlashni kamaytiradi va chekka o'lchamlarini yaxshilaydi.

Aloqa burchagi

Yuqorida aytib o'tilganidek, aloqa burchagi sirt namlanishini tavsiflash uchun ishlatiladi. Erituvchi tomchisi, odatda hidrofob yuzalar uchun suv, yuzaga perpendikulyar joylashtirilgan. Tomchi tasvirlanadi va qattiq / suyuqlik va suyuqlik / bug 'interfeyslari orasidagi burchak o'lchanadi. Namunalar deb hisoblanadi supergidrofob aloqa burchagi 150 darajadan katta bo'lganda.[7] Topografik yuzalardagi tomchilarning turli xil xatti-harakatlari to'g'risida ma'lumot olish uchun Wenzel va Cassie-Baxter modellari bo'limiga murojaat qiling. Tomchilar supergidrofobli yuzada samarali ravishda dumalashi uchun, Kontakt burchagi histerezisi muhim masaladir. Ning past darajasi aloqa burchagi histerezisi supergidrofobik yuzaning o'z-o'zini tozalash ta'sirini kuchaytiradi.

Atom kuchi mikroskopi (AFM)

Atom-quvvat mikroskopi sirtning pürüzlülüğü va mexanik xususiyatlarini o'rganish uchun ishlatiladi. AFM shuningdek mikro va nano-naqshli supergidrofob yuzalar uchun yopishqoqlik va ishqalanish xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. Natijalar yordamida sirt relefiga egri chiziq mos keladi va nanostrukturalarning egrilik radiusi aniqlanadi.[37]

Biyomimetik sintetik yuzalar

Biomimikriya sintetik sohalarda biologik tizimlar, modellar yoki tuzilmalarni taqlid qilish yoki taqlid qilishdir. Ko'pincha, biologik materiallar sintetik materiallar erisha oladigan narsalardan ancha yuqori xususiyatlarga va xususiyatlarga ega bo'lgan tuzilmalarni ishlab chiqishi mumkin. Biyomimikriya sintetik materiallarda taqqoslanadigan xususiyatlarni yaratish uchun, ayniqsa, namlanish va o'z-o'zini tozalash sirtlarini tozalash qobiliyatlarida qo'llaniladi.

Supergidrofobik biomimetik yuzalar

Bir nechta biologik sirt mavjud supergidrofob har qanday sintetik materiallardan ancha ustun bo'lgan xususiyatlar: lotus barglari, guruch barglari, cicadia qanotlari va butterfly qanotlari.

Lotus bargi

Tadqiqotchilar foydalanmoqdalar uglerodli nanotubalar Papillalarini taqlid qilish uchun (CNTs) lotus barglari. CNT nano'rmonlari kimyoviy bug 'cho'ktirish texnikasi yordamida amalga oshirilishi mumkin.[38] CNT suv bilan aloqa qilish burchagini o'zgartirish uchun sirt ustida qo'llanilishi mumkin. Lau va boshq. politetrafluroetilen (PTFE) qoplamali vertikal CNT o'rmonlarini yaratdi, u ham barqaror, ham supergidrofobik bo'lib, 170 ° va 160 ° aloqa burchagi oldinga va orqaga chekinmoqda.[39] Jung va Bxushan KNTlarni epoksi qatroni bilan purkash orqali supergidrofobik sirt yaratdilar.[40] CNTlarning oralig'i va tekislanishi sirtning hidrofoblik darajasiga ta'sir qilishi ko'rsatilgan. Sun va boshq., CNTlarning vertikal ravishda o'rtacha oraliq bilan hizalanishini eng yaxshi hidrofobik xususiyatlarni namoyish etishini aniqladilar.[41] Kichik va katta bo'shliqlar tomchilar tarqalishining ko'payishini ko'rsatadi, gorizontal yo'nalish esa hidrofilik xususiyatlarini aks ettirishi mumkin.

Epoksi qatronidagi shisha silika boncuklar,[42] va dendritik tuzilmalarga oltinning elektrokimyoviy birikmasi[41] shuningdek, lotus barglariga o'xshash sintetik biomimetik sirtlarni yaratdi.

Guruch barglari

Uglerodli nanotubalar guruch barglariga o'xshash sirtlarni yaratish uchun ham ishlatilgan.[41] Lotus bargiga o'xshash, ierarxik tuzilish guruch bargining hidrofobikligini ta'minlaydi.[38] Lotus bargidan farqli o'laroq, guruch barglari anizotrop tuzilishga ega.[43] CNT-lar guruch bargi papillae naqshlarini taqlid qilish uchun qilinganida, aloqa burchagi CNT yo'nalishi bo'yicha yoki perpendikulyar ravishda farqlanadi. Sun va boshq. ushbu CNT filmining anizotrop dewattlanishini kuzatgan.[41] Keyin ular faraz qildilar va uch o'lchovli anizotrop KNT massivini sinab ko'rishdi, bu aslida CNT oralig'iga qarab anizotrop dewettingni namoyish etdi.[44]

Tsikadiya qanoti

Sikadiya qanotlari olti burchakli o'ralgan nanopillar yuzasiga ega bo'lib, ular o'z-o'zini tozalash xususiyatiga ega.[38] Xuddi shunday andozali nanopatterned silika massivlari hidrofobik, akslantirishga qarshi va o'z-o'zini tozalash xususiyatlariga ega ekanligi isbotlangan.[38][45] Ushbu silika massivlari bir-biriga yaqin bo'lmagan qadoqlangan bir qatlam bo'lib boshlanadi va xlor va kislorodli reaktiv ionlarni ishg'ol qilish va gidroflorik kislota yuvishni o'z ichiga olgan bir qator o'yma bosqichlarida naqshlangan.[38] Ushbu xususiyatlar ushbu sirt naqshining foydali bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi quyosh xujayrasi ilovalar.[38] Tsikadiya qanotiga asoslangan biomimetik materiallar ham ishlab chiqarilgan polietetrafloroetilen argon va kislorod ionlari nurlari bilan ishlangan uglerod / epoksi tayanchli plyonkalar.[46] Tsikadiya qanotlari asosida nanoimprint naqshli yuzasi elektrokimyoviy templatish va alyuminiy oksidi bilan alyuminiy qatlamidan yasalgan va shu shablon yordamida polimer yuzasiga naqsh solingan.[29]

Kelebek qanoti

Kelebek qanotlari anizotropik o'z-o'zini tozalash, supergidrofob xususiyatlarini ham namoyish etadi. Kelebek qanotlari anizotropiyani ikki o'lchovli darajada namoyish etgan boshqa biologik materiallarga nisbatan bir o'lchovli darajada namoyish etadi.[38] Kelebek qanotlari radial yo'nalishlarda eng yaxshi o'z-o'zini tozalash xususiyatlariga ega bo'lgan tarozilarning bir-birining ustiga tushgan qatlamlaridan iborat.[38] Ushbu anizotrop interfeys suyuqlikni boshqariladigan interfeyslar uchun juda muhimdir.[38] Kelebek qanotlarining tuzilishi va xususiyatlarini taqlid qilish uchun asl kapalak qanotidan naqshli alyuminiy qatlamlari ishlatilgan.[47] Bundan tashqari, anataz titania fotoanodlarini yaratish uchun kelebek qanotining mimetik tuzilmalari ishlatilgan.[48] Kelebek qanotli tuzilmalar, shuningdek, qatlam-qavat sol-gel asosida cho'ktirish yordamida qilingan[49] va yumshoq litografiya shakllanishi.[26]

Gecko oyoqlari

Gekko oyoqlari hidrofobdir, ammo bu ularning o'zini o'zi tozalash xususiyatiga yordam beradigan yagona xususiyat emas. Estrada va Lin g'ovakli shablon yordamida poliproppilen, polietilen va polikaprolakton nanofilalarini yaratdilar.[50] Ushbu nanofiber geometriyalar 5, 0,6 va 0,2 mikronli tolalar o'lchovlarida o'z-o'zini tozalashga ega ekanligi ko'rsatilgan.[50] Shu bilan birga, faqat gidrofobik sirt suvni o'z-o'zini tozalash uchun imkoni bo'lmagan quruq muhitda ham gekkonning doimiy toza barmoqlarini tushuntirmaydi. Natijada paydo bo'ladigan ifloslanish, gekkondan yasalgan oyoq barmoqlari yostig'idan modellashtirilgan qaytariladigan yopishtiruvchi moddalar uchun keng tarqalgan muammo. Raqamli giperekstensiya yoki har bir gekko qadam bilan barmoqning harakatlanishi o'z-o'zini tozalashga yordam beradi.[51] Ushbu dinamik o'z-o'zini tozalash jarayonini taqlid qiladigan sirt yoki tizim hali ishlab chiqilmagan.

Gidrofil biomimetik yuzalar

Salyangoz qobig'i

Sintetik ravishda yaratilgan ZnO plyonkasining FE-SEM tasvirlari. Ushbu maxsus filmning ierarxik tuzilishi uni ko'proq hidrofil qiladi. Namlanish xususiyatlarini boshqarish uchun boshqa biomimetik sirtlar shu kabi tuzilmalar bilan yaratilgan. Kattalashtirish (a) × 800, (b) × 20000, (c) × 40000, (d) × 80000 ga teng.

Salyangoz qobig'i aragonit-oqsilli birikma bo'lib, iyerarxik yivli tuzilishga ega.[38] Tuzilishning muntazam pürüzlülüğü, hidrofilik bir tuzilishni hosil qiladi, sirt ustida yupqa suv qatlami saqlanib qoladi, bu moyni salyangoz qobig'iga yopishishiga imkon bermaydi va shu bilan qobiqni toza tutadi. Salyangoz qobig'ining ushbu sirt xususiyatlari INAX korporatsiyasi tomonidan keramik plitkalar va keramika konstruktsiyalarida shunga o'xshash sirt naqshlaridan foydalanishga ilhomlantirdi, bu esa oshxona va hammom xonalarida qo'llaniladi.[38]

Baliq shkalasi

Baliq tarozilari - bu shilliq qavat bilan qoplangan kaltsiy fosfat kompozitsiyalari.[38] Baliq shkalasi xususiyatlari poliakrilamid gidrogellari tomonidan taqlid qilingan, ular ham hidrofil, ham shilimshiqning suvni ushlab turishini taqlid qiladi.[38] Bundan tashqari, baliq tarozilari quyish texnikasi uchun shablon sifatida va mos ravishda 163 ° va 175 ° suvda yog'ning oleofobik aloqa burchaklarini namoyish etgan kremniy plitalaridagi litografiya va kimyoviy ishlov berish texnikasi uchun namuna sifatida ishlatilgan.[38][52]

Akula terisi

Kalıplanmış va lazer bilan yumshatilgan köpekbalığı teri nusxalari uydirma qilingan va suvda oleofobik bo'lganligi ko'rsatilgan. Kalıplanmış nusxalarda polivinilsiloksan tish mumidan qilingan salbiy ishlatiladi va ijobiy nusxasi epoksiyadan qilingan.[53] Ushbu nusxalar shark terisi tuzilishi turbulent oqim oqibatida suyuqlikni pasayishini kamaytirganligini ham ko'rsatdi. Akula terisining suyuq dinamik xususiyatlari mayo, dengiz va aerokosmik dasturlarda taqlid qilingan.[38]

Super hidrofilik biomimetik yuzalar

Pitcher zavodi

Vong va boshq. krujka zavodidagi tizimdan ilhomlangan sirtni ishlab chiqdi.[54] Ushbu sirt "silliq suyuqlik quyilgan gözenekli yuzalar" (SLIPS) deb nomlangan, bu soqol suyuqligi joyida qulflangan mikro yoki nano-gözenekli substrat. Tizimning ishlashi uchun soqol suyuqligi substratni to'liq namlashi kerak, qattiq moddani qaytaruvchi substrat bilan taqqoslaganda soqol substrati tomonidan afzal namlangan bo'lishi kerak, shuningdek, soqol va buzuvchi suyuqlik aralashmasligi kerak. SLIPS tushunchasi krujka zavodining biomimetikasi bo'lgan bo'lsa-da, u qon va yog'ni qaytarib beradigan bo'lsa ham, aloqa burchagi 116 ° bo'lgan supergidrofil emas.[54]

Adabiyotlar

  1. ^ Paz, Y .; Luo, Z .; Rabenberg, L.; Heller, A. (1995-11-01). "Shisha ustidagi o'z-o'zini tozalaydigan shaffof titaniumdioksit plyonkalar". Materiallar tadqiqotlari jurnali. 10 (11): 2842–2848. doi:10.1557 / JMR.1995.2842. ISSN  2044-5326.
  2. ^ Shen, Vayguo; Chjan, Chuang; Li, Tsyu; Chjan, Vensheng; Cao, Liu; Ye, Tszayuan (2015-01-15). "Titan dioksid nano-zarracha modifikatsiyalangan fotokatalitik o'z-o'zini tozalash betonini tayyorlash". Cleaner Production jurnali. 87: 762–765. doi:10.1016 / j.jclepro.2014.10.014.
  3. ^ a b v Xu, Quan; Chjan, Venven; Dong, Chenbo; Sreeprasad, Theruvakkattil Sreenivasan; Xia, Zhenhai (2016-09-01). "O'z-o'zini tozalash biomimetik sirtlari: sintezi, mexanizmi va qo'llanilishi". Qirollik jamiyati interfeysi jurnali. 13 (122): 20160300. doi:10.1098 / rsif.2016.0300. ISSN  1742-5689. PMC  5046942. PMID  27628170.
  4. ^ Venzel, Robert N. (1936-08-01). "Qattiq sirtlarning suv bilan namlanishiga chidamliligi". Sanoat va muhandislik kimyosi. 28 (8): 988–994. doi:10.1021 / ya'ni50320a024. ISSN  0019-7866.
  5. ^ Kessi, A. B. D.; Baxter, S. (1944-01-01). "G'ovakli sirtlarni surtish qobiliyati". Faraday Jamiyatining operatsiyalari. 40: 546. doi:10.1039 / tf9444000546. ISSN  0014-7672.
  6. ^ Roach, Pol; Shirtklif, Nil J.; Nyuton, Maykl I. (2008-01-22). "Supergidrofobik sirtni rivojlantirishdagi taraqqiyot". Yumshoq materiya. 4 (2): 224. doi:10.1039 / B712575P. ISSN  1744-6848.
  7. ^ a b Yan, Y. Y .; Gao, N .; Barthlott, V. (2011-12-12). "Tabiiy supergidrofob yuzalarni taqlid qilish va namlash jarayonini tushunish: supergidrofob yuzalarni tayyorlash bo'yicha so'nggi yutuqlarni ko'rib chiqish". Kolloid va interfeys fanlari yutuqlari. 169 (2): 80–105. doi:10.1016 / j.cis.2011.08.005. PMID  21974918.
  8. ^ a b Bxusan, Bxarat; Jung, Yong Chae (2011-01-01). "Supergidrofoblik, o'z-o'zini tozalash, past yopishqoqlik va qarshilikni kamaytirish uchun tabiiy va biomimetik sun'iy yuzalar". Materialshunoslik sohasida taraqqiyot. 56 (1): 1–108. doi:10.1016 / j.pmatsci.2010.04.003.
  9. ^ Samaha, Mohamed A .; Gad-el-Xak, Muhammad (2014-04-30). "Polimer silliq qoplamalari: tabiat va qo'llanilishi". Polimerlar. 6 (5): 1266–1311. doi:10.3390 / polym6051266.
  10. ^ Lafuma, Orli; Kerey, Devid (2003). "Supergidrofob holatlar". Tabiat materiallari. 2 (7): 457–460. doi:10.1038 / nmat924. PMID  12819775.
  11. ^ Koch, Kerstin; Bxusan, Bxarat; Bartolt, Vilgelm (2009-02-01). "O'simliklarning ko'p funktsional sirt tuzilmalari: biomimetika uchun ilhom". Materialshunoslik sohasida taraqqiyot. 54 (2): 137–178. doi:10.1016 / j.pmatsci.2008.07.003.
  12. ^ Bxusan, Bxarat; Jung, Yong Chae (2006). "Gidrofob va gidrofil barglar yuzalarining mikro va nanoskale xarakteristikalari". Nanotexnologiya. 17 (11): 2758–2772. doi:10.1088/0957-4484/17/11/008.
  13. ^ Berton, Zakari; Bxusan, Bxarat (2006-06-01). "Hidrofob barglar yuzalarining sirt xarakteristikasi va yopishqoqligi va ishqalanish xususiyatlari". Ultramikroskopiya. Zond mikroskopi, datchiklar va nanostrukturalarni skanerlash bo'yicha ettinchi xalqaro konferentsiya materiallari. 106 (8–9): 709–719. doi:10.1016 / j.ultramic.2005.10.007. PMID  16675115.
  14. ^ Koch, Kerstin; Bxusan, Bxarat; Bartolt, Vilgelm (2008-09-10). "O'simliklar yuzasining tuzilishi, morfologiyasi va namlanishi xilma-xilligi". Yumshoq materiya. 4 (10): 1943. doi:10.1039 / b804854a. ISSN  1744-6848.
  15. ^ Bxusan, Bxarat; Jung, Yong Chae; Koch, Kerstin (2009-05-13). "Supergidrofobiklik, o'z-o'zini tozalash va past yopishqoqlik uchun mikro-, nano- va ierarxik tuzilmalar". London Qirollik jamiyati falsafiy operatsiyalari A: matematik, fizika va muhandislik fanlari. 367 (1894): 1631–1672. doi:10.1098 / rsta.2009.0014. ISSN  1364-503X. PMID  19376764.
  16. ^ a b Neynxuis, S .; Barthlott, V. (1997-06-01). "Suvga chidamli, o'z-o'zini tozalaydigan o'simliklarning sirtini tavsiflash va taqsimlash". Botanika yilnomalari. 79 (6): 667–677. doi:10.1006 / anbo.1997.0400. ISSN  0305-7364.
  17. ^ Bartlott, V.; Neinhuis, C. (1997-04-01). "Muqaddas lotusning tozaligi yoki biologik sirtdagi ifloslanishdan qochish". Planta. 202 (1): 1–8. doi:10.1007 / s004250050096. ISSN  0032-0935.
  18. ^ Guo, Chiguang; Liu, Veymin (2007-06-01). "Tabiatda supergidrofob o'simlik barglaridan biomimik: Ikkilik tuzilish va unitar tuzilish". O'simlikshunoslik. 172 (6): 1103–1112. doi:10.1016 / j.plantsci.2007.03.005.
  19. ^ Bon, Xolger F.; Federle, Valter (2004-09-28). "Hasharotlarni akvaplaning: nepenthes ko'za o'simliklari peristom bilan o'ljani qo'lga kiritadi, to'liq namlanadigan suv bilan yog'langan anizotropik sirt". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 101 (39): 14138–14143. doi:10.1073 / pnas.0405885101. ISSN  0027-8424. PMC  521129. PMID  15383667.
  20. ^ Bauer, Ulrike; Graf, T. Ulmar; Federle, Uolter (2011-06-01). "Nepenthes rafflesiana" ko'za zavodining ikkita shaklida muqobil tuzoq strategiyasini tasdiqlovchi dalillar ". Eksperimental botanika jurnali. 62 (10): 3683–3692. doi:10.1093 / jxb / err082. ISSN  0022-0957. PMC  3130184. PMID  21459766.
  21. ^ Zheng, Yongmei; Gao, Xuefeng; Tszyan, Ley (2007-01-23). "Supergidrofob kapalak qanotlarining yo'naltiruvchi yopishqoqligi". Yumshoq materiya. 3 (2): 178–182. doi:10.1039 / b612667g. ISSN  1744-6848.
  22. ^ Gao, Xuefeng; Tszyan, Ley (2004). "Biofizika: suvga to'sqinlik qiladigan odamlarning suv o'tkazmaydigan oyoqlari". Tabiat. 432 (7013): 36. doi:10.1038 / 432036a. PMID  15525973.
  23. ^ Feng, Xi-Qiao; Gao, Xuefeng; Vu, Ziniu; Tszyan, Ley; Zheng, Quan-Shui (2007-04-01). "Ierarxik tuzilmalarga ega bo'lgan oyoqlarning oyoqlarini suvga qaytaruvchi ustunligi: tajribalar va tahlillar". Langmuir. 23 (9): 4892–4896. doi:10.1021 / la063039b. ISSN  0743-7463. PMID  17385899.
  24. ^ To'liq, Robert J .; Kuz, Kellar; Liang, Yiching A .; Xsie, S. Toniya; Zesh, Volfgang; Chan, Vay Pang; Kenni, Tomas V.; Qo'rquv, Ronald (2000). "Birgina gekko oyoq sochining yopishtiruvchi kuchi". Tabiat. 405 (6787): 681–685. doi:10.1038/35015073. PMID  10864324.
  25. ^ Kuz, Kellar; Sitti, Metin; Liang, Yiching A .; Piti, Anne M.; Xansen, Vendi R.; Sponberg, Simon; Kenni, Tomas V.; Qo'rquv, Ronald; Israelachvili, Yoqub N. (2002-09-17). "Van der Waalsning gekko seta2-da yopishishi uchun dalillar". Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 99 (19): 12252–12256. doi:10.1073 / pnas.192252799. ISSN  0027-8424. PMC  129431. PMID  12198184.
  26. ^ a b Biksler, Gregori D.; Bxusan, Bxarat (2012-10-23). "Akula terisi va lotus effektlarini birlashtirgan bioinspirlangan guruch bargi va kapalak qanotlari sirt tuzilmalari". Yumshoq materiya. 8 (44): 11271. doi:10.1039 / c2sm26655e. ISSN  1744-6848.
  27. ^ a b v d e Li, Xue-Mei; Reynxudt, Devid; Crego-Calama, Mercedes (2007-07-10). "What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces". Kimyoviy jamiyat sharhlari. 36 (8): 1350–68. doi:10.1039/b602486f. ISSN  1460-4744. PMID  17619692.
  28. ^ Sun, Manhui; Luo, Chunxiong; Xu, Luping; Ji, Hang; Ouyang, Qi; Yu, Dapeng; Chen, Yong (2005-09-01). "Artificial Lotus Leaf by Nanocasting". Langmuir. 21 (19): 8978–8981. doi:10.1021/la050316q. ISSN  0743-7463. PMID  16142987.
  29. ^ a b Li, Vu; Jin, Mi-Kyoung; Yoo, Won-Cheol; Lee, Jin-Kyu (2004-08-01). "Nanostructuring of a Polymeric Substrate with Well-Defined Nanometer-Scale Topography and Tailored Surface Wettability". Langmuir. 20 (18): 7665–7669. doi:10.1021/la049411+. ISSN  0743-7463. PMID  15323517.
  30. ^ Suh, Kahp Y.; Jon, Sangyong (2005-07-01). "Control over Wettability of Polyethylene Glycol Surfaces Using Capillary Lithography". Langmuir. 21 (15): 6836–6841. doi:10.1021/la050878. ISSN  0743-7463. PMID  16008394.
  31. ^ G., Bucknall, David (2005-01-01). Nanolithography and patterning techniques in microelectronics. Woodhead Pub. ISBN  978-1-84569-090-8. OCLC  62711107.
  32. ^ Jeong, Hoon Eui; Lee, Jin-Kwan; Kim, Hong Nam; Moon, Sang Heup; Suh, Kahp Y. (2009-04-07). "A nontransferring dry adhesive with hierarchical polymer nanohairs". Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 106 (14): 5639–5644. doi:10.1073/pnas.0900323106. ISSN  0027-8424. PMC  2667085. PMID  19304801.
  33. ^ a b Fürstner, Reiner; Bartolt, Vilgelm; Neinhuis, Christoph; Walzel, Peter (2005-02-01). "Wetting and self-cleaning properties of artificial superhydrophobic surfaces". Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 21 (3): 956–961. doi:10.1021/la0401011. ISSN  0743-7463. PMID  15667174.
  34. ^ Minko, Sergiy; Müller, Marcus; Motornov, Michail; Nitschke, Mirko; Grundke, Karina; Stamm, Manfred (2003-04-01). "Two-Level Structured Self-Adaptive Surfaces with Reversibly Tunable Properties". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 125 (13): 3896–3900. doi:10.1021/ja0279693. ISSN  0002-7863. PMID  12656624.
  35. ^ Self-cleaning Coatings, Editor: Junhui He, Royal Society of Chemistry, Cambridge 2017, https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78262-399-1
  36. ^ a b Hosono, Eiji; Fujihara, Shinobu; Honma, Itaru; Zhou, Haoshen (2005-10-01). "Superhydrophobic Perpendicular Nanopin Film by the Bottom-Up Process". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 127 (39): 13458–13459. doi:10.1021/ja053745j. ISSN  0002-7863. PMID  16190684.
  37. ^ Bhushan, Bharat; Jung, Yong Chae (2006). "Micro- and nanoscale characterization of hydrophobic and hydrophilic leaf surfaces". Nanotexnologiya. 17 (11): 2758–2772. doi:10.1088/0957-4484/17/11/008.
  38. ^ a b v d e f g h men j k l m n o Nishimoto, Shunsuke; Bhushan, Bharat (2012-12-11). "Bioinspired self-cleaning surfaces with superhydrophobicity, superoleophobicity, and superhydrophilicity". RSC Adv. 3 (3): 671–690. doi:10.1039/c2ra21260a. ISSN  2046-2069.
  39. ^ Lau, Kenneth K. S.; Bico, José; Teo, Kenneth B. K.; Chhowalla, Manish; Amaratunga, Gehan A. J.; Milne, William I.; McKinley, Gareth H.; Gleason, Karen K. (2003-12-01). "Superhydrophobic Carbon Nanotube Forests". Nano xatlar. 3 (12): 1701–1705. CiteSeerX  10.1.1.467.2028. doi:10.1021/nl034704t. ISSN  1530-6984.
  40. ^ Jung, Yong Chae; Bhushan, Bharat (2009-12-22). "Mechanically Durable Carbon Nanotube−Composite Hierarchical Structures with Superhydrophobicity, Self-Cleaning, and Low-Drag". ACS Nano. 3 (12): 4155–4163. doi:10.1021/nn901509r. ISSN  1936-0851. PMID  19947581.
  41. ^ a b v d Sun, Taolei; Feng, Lin; Gao, Xuefeng; Jiang, Lei (2005-08-01). "Bioinspired Surfaces with Special Wettability". Kimyoviy tadqiqotlar hisoblari. 38 (8): 644–652. doi:10.1021/ar040224c. ISSN  0001-4842. PMID  16104687.
  42. ^ Ebert, Doniyor; Bhushan, Bharat (2012-02-15). "Durable Lotus-effect surfaces with hierarchical structure using micro- and nanosized hydrophobic silica particles". Kolloid va interfeys fanlari jurnali. 368 (1): 584–591. doi:10.1016/j.jcis.2011.09.049. PMID  22062688.
  43. ^ Feng, L .; Li, S .; Li, Y .; Li, X.; Chjan, L .; Zhai, J.; Song, Y .; Liu, B.; Jiang, L. (2002-12-17). "Super-hidrofobik yuzalar: tabiiydan sun'iygacha". Murakkab materiallar. 14 (24): 1857–1860. doi:10.1002 / adma.200290020. ISSN  1521-4095.
  44. ^ Sun, Taolei; Wang, Guojie; Liu, Huan; Feng, Lin; Jiang, Lei; Zhu, Daoben (2003-12-01). "Control over the Wettability of an Aligned Carbon Nanotube Film". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 125 (49): 14996–14997. doi:10.1021/ja038026o. ISSN  0002-7863. PMID  14653728.
  45. ^ Min, Wei-Lun; Jiang, Bin; Jiang, Peng (2008-10-17). "Bioinspired Self-Cleaning Antireflection Coatings". Murakkab materiallar. 20 (20): 3914–3918. doi:10.1002/adma.200800791. ISSN  1521-4095.
  46. ^ Lee, Youngjong; Yoo, Yonghoon; Kim, Jihoon; Widhiarini, Sriyulianti; Park, Baeho; Park, Hoon Cheol; Yoon, Kwang Joon; Byun, Doyoung (2009). "Mimicking a Superhydrophobic Insect Wing by Argon and Oxygen Ion Beam Treatment on Polytetrafluoroethylene Film". Bionik muhandislik jurnali. 6 (4): 365–370. doi:10.1016/s1672-6529(08)60130-4.
  47. ^ Huang, Jingyun; Wang, Xudong; Wang, Zhong Lin (2006-10-01). "Controlled Replication of Butterfly Wings for Achieving Tunable Photonic Properties". Nano xatlar. 6 (10): 2325–2331. doi:10.1021/nl061851t. ISSN  1530-6984. PMID  17034105.
  48. ^ Zhang, Wang; Chjan, Di; Fan, Tongxiang; Gu, Jiajun; Ding, Jian; Vang, Xao; Guo, Qixin; Ogawa, Hiroshi (2009-01-13). "Novel Photoanode Structure Templated from Butterfly Wing Scales". Materiallar kimyosi. 21 (1): 33–40. doi:10.1021/cm702458p. ISSN  0897-4756.
  49. ^ Weatherspoon, Michael R.; Cai, Ye; Krne, Matija; Srinivasarao, Mohan; Sandhage, Kenneth H. (2008-09-29). "3D Rutile Titania-Based Structures with Morpho Butterfly Wing Scale Morphologies". Angewandte Chemie International Edition. 47 (41): 7921–7923. doi:10.1002/anie.200801311. ISSN  1521-3773. PMID  18773402.
  50. ^ a b Estrada A., S. Adriana; Lin, Hong-Ru (2017-03-01). "Fabrication of biomimetic gecko toe pads and their characterization". Polimer muhandislik va fan. 57 (3): 283–290. doi:10.1002/pen.24411. ISSN  1548-2634.
  51. ^ Hu, Shihao; Lopez, Stephanie; Niewiarowski, Peter H.; Xia, Zhenhai (2012-11-07). "Dynamic self-cleaning in gecko setae via digital hyperextension". Qirollik jamiyati interfeysi jurnali. 9 (76): 2781–2790. doi:10.1098/rsif.2012.0108. ISSN  1742-5689. PMC  3479896. PMID  22696482.
  52. ^ Liu, Mingji; Wang, Shutao; Wei, Zhixiang; Song, Yanlin; Jiang, Lei (2009-02-09). "Superoleophobic Surfaces: Bioinspired Design of a Superoleophobic and Low Adhesive Water/Solid Interface". Murakkab materiallar. 21 (6): n / a. doi:10.1002/adma.200990018. ISSN  1521-4095.
  53. ^ Jung, Yong Chae; Bhushan, Bharat (2009-12-15). "Wetting Behavior of Water and Oil Droplets in Three-Phase Interfaces for Hydrophobicity/philicity and Oleophobicity/philicity". Langmuir. 25 (24): 14165–14173. doi:10.1021/la901906h. ISSN  0743-7463. PMID  19637877.
  54. ^ a b Wong, Tak-Sing; Kang, Sung Hoon; Tang, Sindy K. Y.; Smythe, Elizabeth J.; Hatton, Benjamin D.; Grintal, Elison; Aizenberg, Joanna (2011). "Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity" (PDF). Tabiat. 477 (7365): 443–447. doi:10.1038/nature10447. PMID  21938066.