Super afvisende plastik

Hvis du nogensinde har fortvivlet over at få den sidste dråbe ketchup eller rengøringsmiddel ud af en plastikflaske – eller tilfældigvis er en mikrofluidikforsker, der spekulerer på, hvordan du nogensinde kommer til at masseproducere en billig diagnostisk chip – har videnskabsmænd ved GE muligvis en plastik til du.

Virksomhedsforskere har fundet på en måde at behandle en almindelig polymer på, så den endda afviser væske dråber honning ruller lige af . Den resulterende egenskab kaldes superhydrofobicitet - eller ekstrem afvisning af vandbaserede væsker - ud over selv den for en nyvokset bil.

[Klik her for at se billeder.]

Mens flere eksisterende konstruerede materialer opfører sig på denne måde, er GE's præstation bemærkelsesværdig, fordi den blev udført med en billig plastik, GE's Lexan, der normalt er hydrofil, hvilket betyder, at vand spredes ud ved kontakt, ikke noget, der er hydrofobt til at starte med, såsom teflon eller silikone -baserede materialer. Disse sidstnævnte materialer er langt dyrere sammenlignet med Lexan, en allestedsnærværende termoplast, der bruges i produkter lige fra cd'er og dvd'er til bilforlygter, opbevaringsbeholdere til mad og almindelige husholdningsapparater.

Selvom GE ikke forudsiger specifikke applikationer endnu, er nogle få teoretisk mulige. En billig superhydrofobisk plast kunne bruges i madbeholdere, hvorfra hver sidste smule ketchup eller sirup ville flyde lige ud. Det kunne også give mulighed for et byggepanel, der afviser vand så effektivt, at regnen ville vaske snavs væk - hvilket gør det i det væsentlige selvrensende.

Sådan et materiale kunne også være en bonanza for medicin. Inden for mikrofluidik er der behov for superhydrofobe materialer, så små mængder blod eller andre kropsvæsker lettere kan strømme gennem kanaler i mikrometerskala. Selvom nogle superhydrofobe materialer i øjeblikket er tilgængelige, er de dyre nok til at udelukke visioner om diagnostiske gadgets, som du kan købe i et apotek. En billig plastik kunne dog gøre sådan en diagnostisk engangschip mulig. Det er en stor sag, og det er vigtigt for mikrofluidikapplikationerne, siger Neelesh Patankar, en maskiningeniør og mikrofluidik ved Northwestern University.

GE har ikke offentliggjort sine forskningsresultater af hensyn til intellektuel ejendomsret. Men virksomheden mener, at det er på vej til noget helt nyt. Så vidt vi ved, begyndte de fleste hvis ikke alle de superhydrofobe materialer, som vi havde læst om indtil midten af ​​sidste år [da virksomheden lavede sin første prototype] med materialer, der allerede var hydrofobe. Det er meget nemmere at gøre dem superhydrofobe. Vi startede i hullet, med noget der er hydrofilt. Det er det, der var unikt, siger Margaret Blohm, leder af avanceret teknologi for GE's nanoteknologiske laboratorium på dets Global Research Center i Niskayuna, NY. Vi har gjort hydrofil til superhydrofob. Vi er formentlig den første gruppe, der gør dette.

GE opnåede dette ved at modificere et materiale, der er en grundpille i dets plastforretning. Og de hentede deres inspiration fra bladene fra lotusplanten, som naturligt er superhydrofobisk; mikroskopisk inspektion af lotusblade afslører deres nanokrystallinske voksstruktur. Lotusbladoverfladen har celler, der er 5-10 mikrometer brede, ovenpå er der små vokskrystaller, der er titusinder af nanometer brede. På et lotusblad ligner vandperler næsten perfekte kugler.

GE satte sig for at efterligne dette mønster på overfladen af ​​sit polycarbonatmateriale, hovedsageligt ved at gøre overfladen ru på en bestemt måde. Tao Deng, materialeforsker ved GE, er mundret om processen, men siger, at det blev gjort med en kemisk behandling af overfladen.

GE lykkedes med sin prototype sidste sommer, men begyndte først at diskutere fremskridtet i de seneste uger. En af de væsentlige ulemper er, at processen efterlader plastikken uigennemsigtig, ikke gennemsigtig. Det betyder, at det ikke ville fungere for plastikvinduer eller klare madbeholdere. Men en klar version er ikke langt væk. Det kommer, siger Deng.

Selv at få de uigennemsigtige versioner til rigtige produkter vil tage noget tid. GE vurderer, at der vil gå mindst fem år før kommercialisering, når produktionsproblemerne er løst. Fem år er dog ikke så meget tid - om hvor lang tid det tager for al ketchup at dryppe ud af nutidens plastikflasker.

Hjemmesidebillede udlånt af GE.

skjule