Өздігінен тазаланатын беттер - Self-cleaning surfaces

Өздігінен тазаланатын беттер дегеніміз - кез-келген қоқыс пен бактерияларды өз беттерінен әр түрлі жолдармен алып тастауға қабілеті бар материалдар класы. Бұл беттердің өзін-өзі тазарту функциясы әдетте байқалған табиғат құбылыстарынан шабыт алады лотос жапырақтары, геккон аяқтар және су ағындары бірнешеуін атау. Өздігінен тазаланатын беттердің көпшілігін үш санатқа бөлуге болады: 1) Супергидрофобты, 2) Супергидрофильді және 3) Фотокаталитикалық.

Тарих

Өздігінен тазартылатын беттің алғашқы данасы 1995 жылы жасалған.[1] Паз және басқалар. мөлдір жасады титан диоксиді (TiO2) әйнекті жабуға және әйнектің өзін-өзі тазарту мүмкіндігін қамтамасыз етуге арналған пленка. Бұл өзін-өзі тазартатын бетті алғашқы коммерциялық қолдану, Пилкингтон Activ, әзірлеген Пилкингтон Бұл өнім екі сатылы тазалау процесін жүзеге асырады. Бірінші кезең әйнектегі лас заттарды фотокатализден тұрады. Бұл кезеңнен кейін әйнек супергидрофильді болады және әйнектің бетіндегі катализденген қоқысты суды жууға мүмкіндік береді. Өздігінен тазаланатын әйнек жасалғаннан бері, титан диоксиді сонымен қатар өзін-өзі тазартуға мүмкіндік беретін басқа материалды беттерге қосуға болатын өзін-өзі тазартатын нанобөлшектер жасау үшін қолданылған.[2]

Беткі сипаттамалары

Беттің өзін-өзі тазарту қабілеті көбіне байланысты гидрофобтылық немесе гидрофильділік бетінің Су немесе органикалық заттарды жер бетінен тазартуға қарамастан, су өзін-өзі тазарту процесінде маңызды рөл атқарады. Дәлірек айтқанда, судың беткі қабатқа жанасу бұрышы беттің өзін-өзі тазарту қабілетін анықтауға көмектесетін маңызды сипаттама болып табылады. Бұл бұрышқа беттің кедір-бұдырлығы әсер етеді және «жабысқақтықты» сипаттайтын келесі модельдер жасалған немесе суланғыштық өзін-өзі тазартатын беттің.

Янг моделі

Ылғалдандырудың Янг моделі су тамшысы мен тегіс беткей арасындағы байланысты сипаттау үшін қолданылады. Бұл модель әдетте лотос жапырақтарының өзін-өзі тазарту механизмін түсіндіру үшін қолданылады.

Жастар және оның әріптестері су тамшысының а-ға жанасу бұрышын байланыстыратын ылғалдандырудың Янг моделін ұсынды тегіс беті дейін беттік энергия судың, жердің және қоршаған ауаның. Бұл модель, әдетте, тегіс беткейдегі су тамшысын шамадан тыс жеңілдету болып табылады. Бұл модель беттің кедір-бұдырлығын беткі қабаттағы судың жанасу бұрышын болжау факторы ретінде қарастыра отырып кеңейтілді. Янг моделі келесі теңдеумен сипатталады:

[3]

= Судың бетіндегі жанасу бұрышы

= Жер-ауа интерфейсінің беткі энергиясы

= Беттік-сұйықтық интерфейсінің беттік энергиясы

Вензельдің сулану моделі су тамшысы мен кедір-бұдыр бет арасындағы интерфейсті сипаттау үшін қолданылады.

= Сұйық-ауа интерфейсінің беттік энергиясы

Вензель моделі

Су тамшысы тегіс емес беткейде болғанда және беттік топографиялық ерекшеліктер беткі қабаттан гөрі беткейге алып келеді тамаша жазық нұсқасы бірдей беттің Wenzel моделі осы беттің ылғалдануын дәлірек болжайды. Вензельдің моделі келесі теңдеумен сипатталады:

[3][4]

= Вензель моделі бойынша болжанған судың жанасу бұрышы

= Кедір-бұдырлы беттің беткі қабаты мен бірдей беттің жазық проекциясы бетінің арақатынасы

Кэсси Бакстердің сулану үлгісі су тамшысы мен беткі қабаттың топографиялық ерекшеліктері арасында ауа қалталарын құрған кезде су тамшысы мен беткей арасындағы интерфейсті сипаттау үшін қолданылады.

Кэсси-Бакстердің үлгісі

Табиғаттағы су бетіндегі өзара әрекеттесуді ұсынатын күрделі жүйелер үшін Кэсси-Бакстер моделі қолданылады. Бұл модель су тамшысының өзімен және үстіңгі қабатымен ауаны ұстап қалуы мүмкін екендігін ескереді. Кэсси-Бакстер моделі келесі теңдеумен сипатталады:

[3][5]

= Кесси-Бакстер моделі бойынша болжанған судың жанасу бұрышы

= Сұйық-ауа фракциясы, сұйықтық тамшысының ауамен жанасатын бөлігі

Механизмдер

Суды пайдалану

A) жанасу бұрышы 180 градусқа жақын супергидрофобты бет. B) Су сырғанау бұрышы төмен бет. C) Жоғары сырғу бұрышы бар, оның бетінен суды өздігінен тазарту кезінде тиімділігі төмен болады.

Беттің сулануын бақылау беттерді өздігінен тазартудың маңызды аспектісі болып табылады. Өзін-өзі тазартатын материалдар ретінде супергидрофобты және супергидрофильді беттер де қолданылған.

Супергидрофобты

Супергидрофобты беттерді бірнеше тәсілдермен жасауға болады, соның ішінде плазма немесе ионды ою, материал бетіндегі кристалдың өсуі және нанолитография бірнешеуін атау.[6] Бұл процестердің барлығы бетіне супергидрофобты сіңіретін нано-топографиялық ерекшеліктер жасайды. Супергидрофобты беттерді дамытудағы түпкі мақсат - Лотос жапырағының табиғаттағы барлық суды тойтару қабілетіне ие өзін-өзі тазарту қасиеттерін қалпына келтіру. Супергидрофобты өзін-өзі тазартудың негізі - бұл беттердің беткі қабатпен байланыста болған кезде судың таралуын болдырмау қабілеті. Бұл 180 градусқа жақын сумен жанасу бұрышында көрінеді. Супергидрофобты өзін-өзі тазартатын беттерде сырғанау бұрыштары төмен, бұл беткі қабатта жиналатын суды, әдетте, ауырлық күшімен оңай кетіруге мүмкіндік береді. Супергидрофобты беттер кез келген су негізіндегі қоқыстарды кетіруге өте ыңғайлы болғанымен, бұл беттер май сияқты лас заттардың басқа түрлерін тазарта алмайды.

Супергидрофильді

А) Супергидрофильді беткейдегі су тамшысының өте төмен су жанасу бұрышы болады, өйткені су бетіне жайылып кетеді. B) Судың супер гидрофильді бетіндегі кірді немесе қоқысты (көк шеңбер) бетінен көтеруге болады, өйткені су оның астына таралады. Су бетінен сырғып кеткенде, қалдықтар сумен бірге шығарылады.

Супергидрофильділік беттерді әртүрлі қоқыс пен қоқыстардан тазартуға мүмкіндік береді. Бұл механизм жоғарыда аталған супергидрофобты беттерге қарағанда өте өзгеше. Супергидрофильді өзін-өзі тазартатын беттерде тазарту орын алады, өйткені су бетінде кез-келген лас қоқыс пен қоқысты жуу үшін бетінің арасына өте үлкен дәрежеде таралуы мүмкін (өте төмен су жанасу бұрышы).

Фотокатализ

Өздігінен тазартылатын өнімдердің бірі, титан диоксиді, бастапқы фотокаталитикалық қадам мен кейінгі супергидрофильділікті біріктіретін өзіндік тазарту механизмін қолданады. Титан диоксидінің жабыны, әдетте, әйнек терезелерде ультрафиолет сәулесінің әсерінен бос электрондар түзеді, олар ауадағы оттегімен және сумен әрекеттесіп, радикалдар жасайды. Бұл бос радикалдар өз кезегінде әйнектің бетіне түскен кез-келген лас органикалық заттарды бұзады. Титан диоксиді сонымен қатар қалыпты гидрофобты әйнекті супергидрофильді бетке өзгертеді. Осылайша, жауын-шашын болған кезде терезе бетіне моншақтап, әйнекке бірден түсудің орнына, жаңбыр тамшылары гидрофильді бетке тез таралады. Содан кейін су терезенің бетімен төмен қарай жылжиды, тамшыдан гөрі қабыршақ ретінде, беткі қоқысты кетіру үшін шынымен рак тәрізді болады.

Табиғатта

Өсімдіктер

Лотос жапырағы

The лотос гүлі кейбір азиялық мәдениеттерде тазалықтың белгісі ретінде белгілі болды.[7] Лотос жапырақтары (Nelumbo nucifera) суға төзімді және жабысқақ, оларды ластанудан немесе ластанудан сақтайды, тіпті лас суға батырады. Өзін-өзі тазарту деп аталатын бұл қабілет табиғаттың өзін кірден және патогендерден қорғайтынын және өзін-өзі тазартудың микробтарға шабуыл жасауда маңызды рөл атқаратынын көрсетеді. Шынында да, патогенді тіршілік формаларының көптеген споралары мен конидиялары, негізінен саңырауқұлақтар, өну үшін суды қажет етеді және жапырақтары судың алдында көрінеді.[8] Неміс ботаниктері болғанша, лотос гүлі лай суда да таза болып қала алатындығы қызық болды. Бартлотт және Neinhuis а-ның көмегімен жапырақтардың ерекше қос құрылымын енгізді сканерлейтін электронды микроскопия (SEM).[9][10] Папиллозды эпидермис жасушалары өсімдіктің сыртын, әсіресе жапырағын кілемдейді. Бұл жасушаларда папиллалар немесе микроаспертитер пайда болады, олар бетті өте дөрекі етеді. Микроскальды кедір-бұдырдың үстінде папиллалар беті үшөлшемді (3-D) гидрофобты көмірсутектерден тұратын эпикутикулярлы балауыздан тұратын наноскальдық асперциялармен қабаттасқан. Негізінен өсімдік кутикулы - бұл әртүрлі иерархиялық деңгейлерде жобаланған, котиндер мен беткі энергиясы бар балауыздар желісінен құралған композициялық материал.[11][12][13] Лотос жапырақтарының әр түрлі тегістелген беті дөңес жасушалардан (бұдыр тәрізді) және балауыз түтікшелерінің едәуір кіші қабатынан жасалған.[14] Өсімдік жапырақтарындағы су моншақтар нанотехникалардың шыңында тіреледі, өйткені ауа дөңес жасушалар аңғарында орналасқан, бұл су тамшысының жанасу аймағын азайтады. Демек, лотос жапырақтары керемет супергидрофобты білдіреді. Лотос жапырағының статикалық жанасу бұрышы мен байланыс бұрышының гистерезисі сәйкесінше 164 ° және 3 ° шамасында анықталады.[15] Кішкентай көлбеу бұрыштарымен жапырақтағы су тамшылары домалап, кез-келген кірді немесе лас заттарды алып, өзін-өзі тазартуға әкеледі.[16] Тамшылардың түзілу және жайылып кету қабілеті гидрофобтылығына ғана байланысты емес байланыс бұрышы гистерезисі.

Өсімдіктер әлемінде лотос жапырағы табиғи супергидрофобты беттердің жалғыз мысалы емес. Мысалы, таро (Colocasia esculenta) жапырақтары да өзін-өзі тазарту әрекетін көрсететіні анықталды.[17] Олардың диаметрі орта есеппен 10 мм эллиптикалық шығыңқылықтар және нано өлшемді түйреуіштер арқылы жасалған екілік кедір-бұдырлар бар. Үндістандағы канна (Cannageneralis bailey) жапырақтары мен күріш жапырақтары (күріштің қай түрі болмасын) сонымен қатар иерархиялық беттік морфологиядан туындайтын супергидрофобты білдіреді.[18]

Непентес құмыра өсімдіктері

The Непентес Үндістан, Индонезия, Малайзия және Австралия сияқты көптеген елдерде кеңінен таралған жыртқыш құман супергидрофилді бетке ие, оның сулану бұрышы нөлге жақындап, біркелкі су пленкасын жасайды. Демек, ол беттің тайғақтылығын күшейтеді және олжа оның жиектерінен сырғып кетеді (перистома).[19] Непентес жиегінің беттік топографиясы көптеген масштабты радиалды жоталарды көрсетеді. Екінші ретті жоталардың мөлшері едәуір кіші және қабаттасқан эпидермис клеткаларының түзілген қатарлары арқылы түзілген. Эпидермис клеткаларының беті тегіс және балауызсыз. Балауыз кристалдарының және микроскопиялық кедір-бұдырлардың болмауы гидрофильділік пен капиллярлық күштерді күшейтеді, осылайша су ернеу бетін тез ылғалдандыруы мүмкін.[20]

Жануарлар

Көбелектің қанаттары

Көбелектердің қанаттары ультра-гидрофобты ғана емес, сонымен қатар бағытталған адгезиялық сипаттамаларға ие. Егер су моншасы дененің орталық осінен радиалды сыртқы (RO) бағытта болса, онда ол домаланып, кірді тазартады, бұл өзін-өзі тазартуға әкеледі. Екінші жағынан, егер тамшылар қарама-қарсы бағытта тұрса, олар бетіне бекітіліп, адгезияға әкеледі және дененің ортасына жақын орналасқан қанаттарға кірдің түсуіне жол бермей көбелектің ұшу тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Қанаттардың SEM микрографтары жұқа ламеллалар қабаттастыратын наностриптермен жабылған тураланған микровиздерден пайда болатын RO бағытында иерархияны көрсетеді.[21]

Су ағындары (Gerris remigis)

Су ағындары (Gerris remigis), көбінесе Иса қателіктері деп аталады, олардың суда жүруіне мүмкіндік беретін ерекше қабілеті бар. Супергидрофобты өсімдіктерге ұқсас қалыпта олардың аяқтары иерархиялық морфологиясына байланысты суды өте жақсы репеллент етеді. Олар гидрофобты балауыз микро шаштармен, микросеткалармен құрастырылған және әр шаш наногровиктермен жабылған. Нәтижесінде ауа микро және нанотехникалардың арасына түсіп, суды тежейді.[22] Фенг және басқалар. аяғының суға қаншалықты терең ене алатынын және аяқтың жанасу бұрышын өлшеді. Олар байланыс бұрышын кем дегенде 168 ° тапты, ал максималды тереңдігі 4,38 ± 0,02 мм.[23]

Гекконың аяғы

Gecko табандары - табиғаттағы ең танымал қайтымды адгезия механизмі. Аяқтардың былғанышқа қарсы қабілеті геккондардың шаңды төбелерде және бұрыштарда аяқтарына кір жиналмай жүгіруіне мүмкіндік береді. 2000 жылы күз және басқалар. электронды микроскопта саусақтардың беткі қабаттарын зерттеу арқылы гекконың қатты адгезиясының пайда болуын анықтады.[24] Олар әр аяқтың иерархиялық морфологиясын байқады, ол миллиондаған шашақ деп аталатын миллиондаған шаштардан тұрады. Сонымен қатар, әр түктер кішігірім шаштардан тұрады, және олардың әрқайсысы тегіс шпатламен құйрықталған және бұл шпательдер ван-дер-Ваальс күштерімен байланысқан. Беткі қабаттың бұл ерекшелігі, бетінің түріне қарамастан (гидрофобты, гидрофильді, құрғақ, дымқыл, өрескел және т.б.) геккондардың бетін жабыстыруына мүмкіндік береді. Күшті адгезиядан басқа, гекконның аяғы лотос жапырағы ретінде суды қажет етпейтін өзіндік тазартқыш қасиетке ие.[25]

Акуланың терісі

Акуланың терісі - бұл ластануға, өзін-өзі тазартуға және төмен адгезиялы беттерге тағы бір мысал. Бұл гидрофильді бет акулаларға суда жылдам маневр жасауға мүмкіндік береді. Акуланың терісі мезгіл-мезгіл орналасқан гауһар тәрізді дермальді дентикулалардан тұрады, олар үшбұрышты қабыршақтармен қабаттасқан.[26]

Дайындау және сипаттама

Синтетикалық өзін-өзі тазартатын беттерді жасау үшін әртүрлі әдістер бар[8] қажетті нанотопография алу үшін қолданылады, содан кейін беткі наноқұрылымды және суланғыштығын сипаттайды.

Үлгілеу стратегиялары

Қалыптау полимерге наноқұрылым қосу үшін қалыпты пайдаланады.[27] Зеңдер өзін-өзі тазарту қасиеттеріне байланысты әр түрлі көздерден, соның ішінде лотос жапырағы сияқты табиғи көздерден алынуы мүмкін.

Нанокастинг

Нанокастинг - бұл негізделген әдіс жұмсақ литография нано құрылымды беттерді жасау үшін эластомерлі қалыптарды қолданады. Мысалға, полидиметилсилоксан (PDMS) лотос жапырағының үстіне құйылып, теріс PDMS шаблонын жасау үшін пайдаланылды. Содан кейін ПДМС триметилхлорсиланның жабысуға қарсы моноқабатымен қапталды және біріншісінен бастап оң ПДМС шаблонын жасау үшін пайдаланылды. Табиғи лотос жапырағының құрылымы айқын өзін-өзі тазарту қабілетіне ие болғандықтан, бұл азғыру техникасы наноқұрылымды қайталай алды, нәтижесінде лотос жапырағына ұқсас беттің сулануы пайда болды.[28] Әрі қарай, осы әдіснаманың жеңілдігі нано құрылымды беттерді жаппай көбейтуге аударуға мүмкіндік береді.

Импринтті нанолитография

Импринтті нанолитография полимердің үстінен полимерге қатты қалып басып, шаблондарды қолданады шыныдан өту температурасы (Tg). Осылайша, дайындықтың осы түріне арналған қозғаушы күштер жылу және жоғары қысым болып табылады.[27] Полистиролды басып шығару үшін анодталған алюминий оксиді (қатты қалып) бар алюминийден тұратын кеуекті шаблондар қолданылды. Бұған жету үшін полистирол Tg-ден 130 градусқа дейін жақсы қыздырылды және шаблонға қарсы басылды. Содан кейін шаблон алюминийді ерітіп, наноэмбос немесе нан талшықтарының беттерін шығару арқылы жойылды. Наноталшықтардың арақатынасының жоғарылауы алтыбұрыштың біркелкі өрнегін бұзып, талшықтардың шоғырлануына себеп болды. Сайып келгенде, ең ұзын наноталшықтар беттің кедір-бұдырлығына әкеліп соқты, бұл беттің сулануын едәуір төмендетеді.[29]

Капиллярлық нанолитография

Импринтті нанолитографияға ұқсас, капиллярлық нанолитографияда өрнекті эластомерлі зең қолданылады. Алайда, жоғары қысымды пайдаланудың орнына, температура Tg-ден жоғары көтерілгенде, капиллярлық күштер полимердің формадағы бос жерлерді толтыруына мүмкіндік береді. Suh және Jon поли (уретанды акрилат) (PUA) жасалған қалыптарды қолданған. Олар спинмен қапталған, суда еритін полимерге, полиэтиленгликоль (PEG), ол PEG Tg-ден жоғары көтерілді. Бұл зерттеу нанотопографияның қосылуы жанасу бұрышын арттырғанын анықтады және бұл өсу нанотопография биіктігіне байланысты болды.[30] Көбінесе бұл техникада капиллярлық әрекетке тән шығыңқы наноқұрылымдардың ұшында мениск пайда болады.[31] Пішінді кейіннен ерітуге болады.[27] Комбинаторлық литография тәсілдері де қолданылады. Бір зерттеуде ПММС қалыптарын PUA-ға толтыру үшін капилляр қолданылды, алдымен полимерлі шайырды ультрафиолет сәулесімен ішінара жақсартты. Микроқұрылымдар пайда болғаннан кейін, наноқұрылымдарды жасауға қысым жасалды және ультрафиолетпен емдеу қайтадан қолданылды. Бұл зерттеу жер үсті гидрофобтылығын арттыру үшін иерархиялық құрылымдарды қолданудың жақсы мысалы болып табылады.[32]

Фотолитография немесе рентген литография

Фотолитография және Рентгендік литография субстраттарды, көбінесе кремнийді өңдеу үшін қолданылған.[33] Қарсылық немесе фотосезімтал материал субстратқа жабылған. Резистің үстінде маска қолданылады, ол көбінесе алтыннан немесе рентген сәулелерін сіңіретін басқа қосылыстардан тұрады. Жарыққа ұшыраған аймақ а-да ериді фоторезист дамытушы (мысалы, радикалды түрлер) немесе фоторезист-дамытқышта ерімейтін (мысалы, өзара байланысты түрлер), нәтижесінде саймалы беті пайда болады. Рентген көздері ультрафиолет көзіне көрінетін жарық көздеріне қарағанда пайдалы, өйткені толқын ұзындығы кішірек болса, кішігірім функцияларды жасауға мүмкіндік береді.

Ойдан шығарудың басқа стратегиялары

Плазмамен емдеу

Плазмамен емдеу беттер - бұл беттің құрғақ ойылуы. Бұған камераны газбен, мысалы, оттегімен, фтормен немесе хлормен толтыру және ион түрлерін плазма арқылы ион көзінен жылдамдату арқылы қол жеткізіледі. Ионның үдеуі бетке қарай терең ойықтарды құрайды. Топографиядан басқа плазмалық өңдеу беттерге әр түрлі элементтерді қою үшін әр түрлі газдарды қолдану арқылы беттің функционалдануын қамтамасыз ете алады.[27] Беттің кедір-бұдырлығы плазмалық ойылу ұзақтығына байланысты.[34]

Химиялық тұндыру

Жалпы, химиялық тұндыру сұйық немесе бу фазаларын органикалық емес материалдарды немесе галогенидтерді беттерге жұқа қабықшалар ретінде орналастыру үшін қолданады.[35] Реактивтер жер бетінде реакция жасау үшін тиісті стехиометриялық мөлшерде жеткізіледі. Химиялық тұндыру түрлеріне жатады буды тұндыру, ваннаға химиялық тұндыру және электрохимиялық тұндыру. Бұл әдістемелер жұқа кристалды наноқұрылымдарды шығарады.[27] Мысалы, бруцит типіндегі кобальт гидроксидінің кристалды беттері химиялық ваннаны тұндыру арқылы өндіріліп, лавр қышқылымен қапталған. Бұл беттердің диаметрлері 6,5 нм болатын нанобелсенің жеке ұштары болды, нәтижесінде 178 градусқа дейін жанасу бұрышы пайда болды.[36]

Беттік сипаттама әдістері

Сканерлеу электронды микроскопиясы (SEM)

SEM табиғи беттерді салыстыруға мүмкіндік беретін дайын беттердің морфологиясын зерттеу үшін қолданылады[16] синтетикалық беттермен. Нанотопографияның өлшемін өлшеуге болады.[36][33] SEM үшін үлгілерді дайындау үшін беттерді көбінесе платина, алтын / палладий немесе күміспен қаптайды, бұл сынаманың зақымдануы мен зарядталуын азайтады және жиектерінің ажыратымдылығын жақсартады.

Байланыс бұрышы

Жоғарыда сипатталғандай, байланыс бұрышы бетінің сулануын сипаттау үшін қолданылады. Еріткіштің тамшысы, әдетте гидрофобты беттерге арналған су бетіне перпендикуляр орналастырылған. Тамшы бейнеленеді және қатты / сұйық пен сұйық / бу интерфейстері арасындағы бұрыш өлшенеді. Үлгілер болып саналады супергидрофобты байланыс бұрышы 150 градустан асқанда.[7] Топографиялық беттердегі тамшылардың әртүрлі әрекеттері туралы ақпаратты Wenzel және Cassie-Baxter модельдері бөлімінен қараңыз. Тамшылардың супергидрофобты бетке тиімді айналуы үшін, Байланыс бұрышы гистерезисі маңызды мәселе болып табылады. Төмен деңгейлер байланыс бұрышы гистерезисі супергидрофобты бетінің өзін-өзі тазарту әсерін күшейтеді.

Атомдық күштің микроскопиясы (AFM)

Атомдық-күштік микроскопия беттің жергілікті кедір-бұдырлығын және механикалық қасиеттерін зерттеу үшін қолданылады. AFM сонымен қатар микро және нано-өрнекті супергидрофобты беттердің адгезиясы мен үйкеліс қасиеттерін сипаттау үшін қолданылады. Нәтижелерді жер бетінің рельефіне қисық келтіру және наноқұрылымдардың қисықтық радиусын анықтау үшін пайдалануға болады.[37]

Биомиметикалық синтетикалық беттер

Биомимикрия бұл синтетикалық аймақтардағы биологиялық жүйелердің, модельдердің немесе құрылымдардың имитациясы немесе имитациялары. Биологиялық материалдар көбінесе синтетикалық материалдардың қол жеткізетін деңгейінен асып түсетін қасиеттері мен қасиеттері бар құрылымдар жасай алады. Биомимикрия синтетикалық материалдардағы салыстырмалы қасиеттерді құру үшін қолданылады, әсіресе ылғалдану қабілеті мен өздігінен тазаланатын беттердің өзін-өзі тазарту қабілеттері.

Супергидрофобты биомиметикалық беттер

Бірнеше биологиялық беткейлер бар супергидрофобты кез-келген синтетикалық материалдардан әлдеқайда жоғары қасиеттер: лотос жапырақтары, күріш жапырақтары, цикадия қанаттары және көбелектің қанаттары.

Лотос жапырағы

Зерттеушілер қолданып келеді көміртекті нанотүтікшелер Папиллаларын имитациялау үшін (CNTs) лотос жапырақтары. CNT нано-ормандарын буды тұндырудың химиялық әдістерін қолдану арқылы жасауға болады.[38] CNT’ді судың жанасу бұрышын өзгерту үшін бетіне қолдануға болады. Лау және т.б. политетрафлуроэтиленмен (PTFE) жабыны бар тік CNT ормандарын құрды, ол тұрақты және супергидрофобты болды, 170 ° және 160 ° жанасу бұрышының ілгерілейтін және шегінетін.[39] Джунг пен Бхушан СНТ-ны эпоксидті шайырмен бүрку арқылы супергидрофобты бет түзді.[40] CNT-дің аралықтары мен туралануы гидрофобты қабаттың бетіне әсер етеді. Sun және басқалар CNT-дің орташа аралықпен тігінен тураланғанын анықтайды, олар гидрофобтың ең жақсы қасиеттерін көрсетеді.[41] Кішкентай және үлкен аралықтар тамшылардың таралуының жоғарылауын көрсетеді, ал көлденең бағдар тіпті гидрофильді қасиеттерді көрсете алады.

Эпоксидті шайырдағы шыны кремнеземді моншақтар,[42] және дендриттік құрылымдарға алтынды электрохимиялық тұндыру[41] лотос жапырақтарына ұқсас синтетикалық биомиметикалық беттерді де жасады.

Күріш жапырақтары

Көміртекті нанотүтікшелер күріш жапырақтарына ұқсас беттерді жасау үшін де қолданылған.[41] Лотос жапырағына ұқсас иерархиялық құрылым күріш жапырағының гидрофобтығын қамтамасыз етеді.[38] Лотос жапырағынан айырмашылығы, күріш жапырақтары анизотропты құрылымға ие.[43] CNT’ді күріш жапырағының папилласының өрнектеріне еліктеу үшін жасаған кезде, байланыс бұрышы CNT бағыты бойынша немесе перпендикуляр бойынша ерекшеленеді. Sun және басқалар. осы CNT пленкасының анизотропты дегетациялануы байқалды.[41] Содан кейін олар гипотеза жасап, үш өлшемді анизотропты CNT массивін тексерді, олар CNT аралықтарына байланысты анизотропты дегутация көрсетті.[44]

Цикадия қанаты

Цикадия қанаттарында алты қырлы тығыз оралған нанопиллярлардың беткі қабаты бар, олар өзін-өзі тазартатын қасиеттері бар.[38] Сол сияқты шаблондалған кремний диоксидінің массивтерінде гидрофобты, шағылысқа қарсы және өзін-өзі тазарту қасиеттері бар екендігі көрсетілген.[38][45] Бұл кремнеземді массивтер жақын емес оралған моноқабаттар ретінде басталады және хлор мен оттегінің реактивті иондарын ойыптаумен және гидрофторлы қышқылды жуумен байланысты отынның бірнеше сатысында өрнектелген.[38] Бұл қасиеттер бұл беткі өрнектің пайдалы болуы мүмкін екенін білдірді күн батареясы қосымшалар.[38] Цикадия қанатына негізделген биомиметикалық материалдар да жасалған политетрафторэтилен аргон және оттегі ион сәулелерімен өңделген көміртегі / эпоксидті тіректері бар пленкалар.[46] Цикадия қанаттарына негізделген наноимпринтті өрнекті бет электрохимиялық темплирование және алюминий оксидімен алюминий парағымен жасалған және полимерлі бетті нақыштау үшін осы үлгіні қолданған.[29]

Көбелектің қанаты

Көбелектердің қанаттары сонымен қатар анизотропты өзін-өзі тазарту, супергидрофобты қасиеттерін көрсетеді. Көбелектің қанаттары анизотропияны екі өлшемді деңгейде көрсеткен басқа биологиялық материалдармен салыстырғанда бір өлшемді деңгейде көрсетеді.[38] Көбелектердің қанаттары радиалды бағытта ең жақсы өзін-өзі тазарту қасиетіне ие қабаттасу қабаттарынан тұрады.[38] Бұл анизотропты интерфейс сұйықтықпен басқарылатын интерфейстер үшін маңызды.[38] Көбелектердің құрылымы мен қасиеттерін еліктеу үшін бастапқы көбелектің қанатынан өрнектелген глинозем қабаттары қолданылған.[47] Сонымен қатар, көбелектің қанатты миметикалық құрылымдары анатазды титания фотоанодтарын жасау үшін қолданылған.[48] Көбелектердің қанат құрылымдары қабат-қабат зель-гель негізінде тұндыру арқылы да жасалған[49] және жұмсақ литографияны қалыптау.[26]

Гекконың аяғы

Гекконың аяқтары гидрофобты болып табылады, бірақ бұл олардың өзін-өзі тазартуға көмектесетін жалғыз қасиет емес. Эстрада мен Лин кеуекті шаблон арқылы полипроприпилен, полиэтилен және поликапролактон наноталшықтарын жасады.[50] Бұл нан талшықтарының геометриялары 5, 0,6 және 0,2 микроннан тұратын талшық өлшемдерінде өзін-өзі тазартатындығы көрсетілген.[50] Алайда гидрофобты бет тек судың өзін-өзі тазалауға мүмкіндігі жоқ құрғақ ортада да гекконның үнемі таза саусақтарын түсіндіре алмайды. Нәтижесінде ластану гекконның саусақ жастықшасы бойынша жасалған қайтымды желімдер үшін жиі кездесетін мәселе болып табылады. Сандық гиперэкстенция немесе саусақтың әр геккон қадамымен қозғалуы өзін-өзі тазартуға ықпал етеді.[51] Осы динамикалық өзін-өзі тазарту процесін имитациялайтын бет немесе жүйе әлі жасалынған жоқ.

Гидрофильді биомиметикалық беттер

Ұлу қабығы

Синтетикалық түрде жасалынған ZnO фильмінің FE-SEM суреттері. Осы нақты фильмнің иерархиялық құрылымы оны гидрофильді етеді. Ылғалдың қасиеттерін бақылау үшін басқа құрылымдармен басқа биомиметикалық беттер жасалады. Үлкейту (a) × 800, (b) × 20000, (c) × 40000, (d) × 80000.

Ұлулар қабығы - арагонит-ақуызды композиция, иерархиялық ойықты құрылымы бар.[38] Құрылымның тұрақты кедір-бұдырлығы гидрофильді құрылым жасайды, бетінде судың жұқа қабатын ұстайды, бұл ұлудың қабығына майдың қосылуына жол бермейді, осылайша қабықты таза ұстайды. Бұл ұлулар қабығының беткі қасиеттері INAX корпорациясының керамикалық плиткалар мен керамикалық құрылымдарда осындай беттік өрнектерді қолдануына түрткі болды, бұл ас үй мен ванна бөлмелеріне қолданылады.[38]

Балық масштабы

Балықтың қабыршықтары - бұл шырышты қабатпен жабылған кальций фосфат композиттері.[38] Балықтың масштабтық қасиеттері полиакриламидті гидрогельдермен имитацияланды, олар гидрофильді және шырыштың суды ұстауына еліктейді.[38] Сонымен қатар, балықтың қабыршақтары құю техникасына шаблон ретінде және 163 ° және 175 ° суға майдың олеофобты жанасу бұрыштарын көрсететін кремний пластиналарында литография мен химиялық эротика әдістерінің үлгісі ретінде қолданылған.[38][52]

Акуланың терісі

Қалыпталған және лазермен қопсытылған акуланың терісінің репликалары ойдан шығарылды және судағы олеофобты болып шықты. Қалыпталған репликаларда поливинилсилоксанды стоматологиялық балауыздан жасалған теріс қолданылады, ал оң реплика эпоксидтен жасалған.[53] Бұл репликалар акула терісінің құрылымы турбулентті ағынның әсерінен сұйықтықтың азаюын төмендететіндігін көрсетті. Акуланың терісінің сұйық динамикалық қасиеттері купальникте, теңізде және аэроғарышта қолданылған.[38]

Супер гидрофильді биомиметикалық беттер

Құмыра зауыты

Вонг және басқалар. құмыра зауытындағы жүйеден рухтандырылған бетті дамытты.[54] «Сырғыма сұйықтығымен құйылатын кеуекті беттер» (SLIPS) деп аталатын бұл бет майлайтын сұйықтықпен бекітілген, микро немесе нано-кеуекті субстрат болып табылады. Жүйенің жұмыс істеуі үшін майлаушы сұйықтық субстратты толығымен сулауы керек, қатты зат репеллирленген субстратпен салыстырғанда майлаушы субстратпен жақсырақ сулануы керек, ал майлайтын және бұзатын сұйықтық араласпайтын болуы керек. SLIPS тұжырымдамасы құмыра өсімдігінің биомиметикалық болғанымен, ол 116 ° жанасу бұрышы бар супергидрофильді емес, дегенмен қан мен майды тежейді.[54]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Паз, Ю .; Луо, З .; Рабенберг, Л .; Хеллер, А. (1995-11-01). «Фотооксидативті өзін-өзі тазартатын мөлдір титан диоксиді пленкалары әйнекте» Материалдарды зерттеу журналы. 10 (11): 2842–2848. дои:10.1557 / JMR.1995.2842. ISSN  2044-5326.
  2. ^ Шен, Вейгуо; Чжан, Чуанг; Ли, Циу; Чжан, Вэншен; Цао, Лю; Ия, Цзяюань (2015-01-15). «Титан диоксидінің нано бөлшектерін модификацияланған фотокаталитикалық өзін-өзі тазартатын бетон дайындау». Таза өндіріс журналы. 87: 762–765. дои:10.1016 / j.jclepro.2014.10.014.
  3. ^ а б c Сю, Цуань; Чжан, Венвен; Донг, Ченбо; Среепрасад, Теруваккаттил Среинивасан; Ся, Чжэнхай (2016-09-01). «Өзін-өзі тазартатын биомиметикалық беттер: синтез, механизм және қолдану». Корольдік қоғам интерфейсінің журналы. 13 (122): 20160300. дои:10.1098 / rsif.2016.0300. ISSN  1742-5689. PMC  5046942. PMID  27628170.
  4. ^ Вензель, Роберт Н. (1936-08-01). «Қатты беттердің сулануға төзімділігі». Өндірістік және инженерлік химия. 28 (8): 988–994. дои:10.1021 / ie50320a024. ISSN  0019-7866.
  5. ^ Кэсси, Д.Б .; Бакстер, С. (1944-01-01). «Кеуекті беттердің ылғалдылығы». Фарадей қоғамының операциялары. 40: 546. дои:10.1039 / tf9444000546. ISSN  0014-7672.
  6. ^ Роуч, Пол; Ширклифф, Нил Дж .; Ньютон, Майкл I. (2008-01-22). «Беткейдің супергидрофобты дамуындағы прогресс». Жұмсақ зат. 4 (2): 224. дои:10.1039 / B712575P. ISSN  1744-6848.
  7. ^ а б Ян, Ю. Гао, Н .; Бартлотт, В. (2011-12-12). «Табиғи супергидрофобты беттерді имитациялау және сулау процесін түсіну: супергидрофобты беттерді дайындаудағы соңғы жетістіктерге шолу». Коллоидтық және интерфейстік ғылымның жетістіктері. 169 (2): 80–105. дои:10.1016 / j.cis.2011.08.005. PMID  21974918.
  8. ^ а б Бхушан, Бхарат; Джунг, Ён Ча (2011-01-01). «Супергидрофобтылыққа, өзін-өзі тазартуға, адгезияның төмендеуіне және қарсыласуды азайтуға арналған табиғи және биомиметикалық жасанды беттер». Материалтану саласындағы прогресс. 56 (1): 1–108. дои:10.1016 / j.pmatsci.2010.04.003.
  9. ^ Самаха, Мохамед А .; Гад-эль-Хак, Мохамед (2014-04-30). «Полимерлі тайғақ қабаттар: табиғаты және қолданылуы». Полимерлер. 6 (5): 1266–1311. дои:10.3390 / polym6051266.
  10. ^ Лафума, Орели; Кере, Дэвид (2003). «Супергидрофобты күйлер». Табиғи материалдар. 2 (7): 457–460. дои:10.1038 / nmat924. PMID  12819775.
  11. ^ Кох, Керстин; Бхушан, Бхарат; Бартлотт, Вильгельм (2009-02-01). «Өсімдіктердің көпфункционалды беткі құрылымдары: биомиметикаға шабыт». Материалтану саласындағы прогресс. 54 (2): 137–178. дои:10.1016 / j.pmatsci.2008.07.003.
  12. ^ Бхушан, Бхарат; Джунг, Ён Ча (2006). «Гидрофобты және гидрофильді жапырақ беттерінің микро- және наноскөлемді сипаттамасы». Нанотехнология. 17 (11): 2758–2772. дои:10.1088/0957-4484/17/11/008.
  13. ^ Бертон, Закари; Бхушан, Бхарат (2006-06-01). «Гидрофобты жапырақ беттерінің беттік сипаттамасы және адгезиясы мен үйкеліс қасиеттері». Ультрамикроскопия. Зондтық микроскопия, датчиктер мен наноқұрылымдарды сканерлеу жөніндегі жетінші халықаралық конференция материалдары. 106 (8–9): 709–719. дои:10.1016 / j.ultramic.2005.10.007. PMID  16675115.
  14. ^ Кох, Керстин; Бхушан, Бхарат; Бартлотт, Вильгельм (2008-09-10). «Өсімдіктер беттерінің құрылымы, морфологиясы және сулануы». Жұмсақ зат. 4 (10): 1943. дои:10.1039 / b804854a. ISSN  1744-6848.
  15. ^ Бхушан, Бхарат; Джунг, Ён Ча; Кох, Керстин (2009-05-13). «Супергидрофобтылық, өзін-өзі тазарту және төмен адгезияға арналған микро-, нано- және иерархиялық құрылымдар». Лондон А Корольдік қоғамының философиялық операциялары А: математикалық, физикалық және инженерлік ғылымдар. 367 (1894): 1631–1672. дои:10.1098 / rsta.2009.0014. ISSN  1364-503X. PMID  19376764.
  16. ^ а б Нейнхуис, С .; Бартлотт, В. (1997-06-01). «Өсімдікті өздігінен тазартатын, суды репеллент ететін беттің сипаттамасы және таралуы». Ботаника шежіресі. 79 (6): 667–677. дои:10.1006 / anbo.1997.0400. ISSN  0305-7364.
  17. ^ Бартлотт, В .; Neinhuis, C. (1997-04-01). «Қасиетті лотостың тазалығы немесе биологиялық беттердегі ластанудан құтылу». Планта. 202 (1): 1–8. дои:10.1007 / s004250050096. ISSN  0032-0935.
  18. ^ Гуо, Чжигуан; Лю, Веймин (2007-06-01). «Табиғаттағы супергидрофобты өсімдік жапырағынан биомимикалық: екілік құрылым және унитарлы құрылым». Өсімдік туралы ғылым. 172 (6): 1103–1112. дои:10.1016 / j.plantsci.2007.03.005.
  19. ^ Бон, Холгер Ф .; Федерле, Вальтер (2004-09-28). «Жәндіктердің аквапарлануы: Непентес құмыралары өсімдіктерді перистомамен аулайды, толығымен суланатын анизотропты беткей». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 101 (39): 14138–14143. дои:10.1073 / pnas.0405885101. ISSN  0027-8424. PMC  521129. PMID  15383667.
  20. ^ Бауэр, Улрике; Граф, Т.Ульмар; Федерле, Вальтер (2011-06-01). «Nepenthes rafflesiana құмыра зауытының екі түрінде балама ұстау стратегиясына дәлел». Тәжірибелік ботаника журналы. 62 (10): 3683–3692. дои:10.1093 / jxb / err082. ISSN  0022-0957. PMC  3130184. PMID  21459766.
  21. ^ Чжэн, Ёнмэй; Гао, Сюэфэн; Цзян, Лей (2007-01-23). «Супергидрофобты көбелектің қанаттарының бағытты адгезиясы». Жұмсақ зат. 3 (2): 178–182. дои:10.1039 / b612667g. ISSN  1744-6848.
  22. ^ Гао, Сюэфэн; Цзян, Лей (2004). «Биофизика: суды басатын аяқтардың су өткізбейтін аяқтары». Табиғат. 432 (7013): 36. дои:10.1038 / 432036a. PMID  15525973.
  23. ^ Фэн, Си-Цяо; Гао, Сюэфэн; Ву, Зиниу; Цзян, Лэй; Чжэн, Цуан-Шуй (2007-04-01). «Иерархиялық құрылымдармен судың ағытылатын аяқтарының судың жоғары репелленттігі: тәжірибелер және талдау». Лангмюр. 23 (9): 4892–4896. дои:10.1021 / la063039b. ISSN  0743-7463. PMID  17385899.
  24. ^ Толық, Роберт Дж .; Күз, Келлар; Лян, Ичинг А .; Хсие, С.Тония; Зеш, Вольфганг; Чан, Вай Панг; Кени, Томас В .; Қорқу, Рональд (2000). «Жалғыз гекконның аяқ шашының жабысқақ күші». Табиғат. 405 (6787): 681–685. дои:10.1038/35015073. PMID  10864324.
  25. ^ Күз, Келлар; Ситти, Метин; Лян, Ичинг А .; Питти, Анн М .; Хансен, Венди Р .; Спонберг, Саймон; Кени, Томас В .; Қорқу, Рональд; Израилачвили, Якоб Н. (2002-09-17). «Геккон сетедегі ван-дер-Ваалстың адгезиясы туралы дәлелдер2». Ұлттық ғылым академиясының материалдары. 99 (19): 12252–12256. дои:10.1073 / pnas.192252799. ISSN  0027-8424. PMC  129431. PMID  12198184.
  26. ^ а б Бикслер, Григорий Д .; Бхушан, Бхарат (2012-10-23). "Bioinspired rice leaf and butterfly wing surface structures combining shark skin and lotus effects". Жұмсақ зат. 8 (44): 11271. дои:10.1039/c2sm26655e. ISSN  1744-6848.
  27. ^ а б c г. e Ли, Сюэ-Мэй; Reinhoudt, David; 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". Химиялық қоғам туралы пікірлер. 36 (8): 1350–68. дои:10.1039/b602486f. ISSN  1460-4744. PMID  17619692.
  28. ^ Sun, Manhui; Luo, Chunxiong; Xu, Luping; Ji, Hang; Оуянг, Ци; Yu, Dapeng; Chen, Yong (2005-09-01). "Artificial Lotus Leaf by Nanocasting". Лангмюр. 21 (19): 8978–8981. дои:10.1021/la050316q. ISSN  0743-7463. PMID  16142987.
  29. ^ а б Ли, Ву; 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". Лангмюр. 20 (18): 7665–7669. дои: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". Лангмюр. 21 (15): 6836–6841. дои:10.1021/la050878. ISSN  0743-7463. PMID  16008394.
  31. ^ G., Bucknall, David (2005-01-01). Nanolithography and patterning techniques in microelectronics. Woodhead паб. 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". Ұлттық ғылым академиясының материалдары. 106 (14): 5639–5644. дои:10.1073/pnas.0900323106. ISSN  0027-8424. PMC  2667085. PMID  19304801.
  33. ^ а б Fürstner, Reiner; Бартлотт, Вильгельм; Neinhuis, Christoph; Walzel, Peter (2005-02-01). "Wetting and self-cleaning properties of artificial superhydrophobic surfaces". Лангмюр: ACS журналы беткейлер мен коллоидтар. 21 (3): 956–961. дои: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". Американдық химия қоғамының журналы. 125 (13): 3896–3900. дои: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. ^ а б Hosono, Eiji; Fujihara, Shinobu; Honma, Itaru; Zhou, Haoshen (2005-10-01). "Superhydrophobic Perpendicular Nanopin Film by the Bottom-Up Process". Американдық химия қоғамының журналы. 127 (39): 13458–13459. дои: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". Нанотехнология. 17 (11): 2758–2772. дои:10.1088/0957-4484/17/11/008.
  38. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м n o Nishimoto, Shunsuke; Bhushan, Bharat (2012-12-11). "Bioinspired self-cleaning surfaces with superhydrophobicity, superoleophobicity, and superhydrophilicity". RSC Adv. 3 (3): 671–690. дои:10.1039/c2ra21260a. ISSN  2046-2069.
  39. ^ Lau, Kenneth K. S.; Bico, José; Teo, Kenneth B. K.; Чховалла, Маниш; Amaratunga, Gehan A. J.; Milne, William I.; McKinley, Gareth H.; Gleason, Karen K. (2003-12-01). "Superhydrophobic Carbon Nanotube Forests". Нано хаттары. 3 (12): 1701–1705. CiteSeerX  10.1.1.467.2028. дои: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. дои:10.1021/nn901509r. ISSN  1936-0851. PMID  19947581.
  41. ^ а б c г. Sun, Taolei; Feng, Lin; Gao, Xuefeng; Jiang, Lei (2005-08-01). "Bioinspired Surfaces with Special Wettability". Химиялық зерттеулердің шоттары. 38 (8): 644–652. дои:10.1021/ar040224c. ISSN  0001-4842. PMID  16104687.
  42. ^ Эберт, Даниел; Bhushan, Bharat (2012-02-15). "Durable Lotus-effect surfaces with hierarchical structure using micro- and nanosized hydrophobic silica particles". Коллоид және интерфейс туралы журнал. 368 (1): 584–591. дои:10.1016/j.jcis.2011.09.049. PMID  22062688.
  43. ^ Фэн, Л .; Ли, С .; Ли, Ю .; Ли, Х .; Чжан, Л .; Zhai, J.; Ән, Ы .; Лю Б .; Jiang, L. (2002-12-17). "Super-Hydrophobic Surfaces: From Natural to Artificial". Қосымша материалдар. 14 (24): 1857–1860. дои:10.1002/adma.200290020. ISSN  1521-4095.
  44. ^ Sun, Taolei; Wang, Guojie; Лю, Хуан; Feng, Lin; Jiang, Lei; Zhu, Daoben (2003-12-01). "Control over the Wettability of an Aligned Carbon Nanotube Film". Американдық химия қоғамының журналы. 125 (49): 14996–14997. дои:10.1021/ja038026o. ISSN  0002-7863. PMID  14653728.
  45. ^ Min, Wei-Lun; Jiang, Bin; Jiang, Peng (2008-10-17). "Bioinspired Self-Cleaning Antireflection Coatings". Қосымша материалдар. 20 (20): 3914–3918. дои: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". Journal of Bionic Engineering. 6 (4): 365–370. дои: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". Нано хаттары. 6 (10): 2325–2331. дои:10.1021/nl061851t. ISSN  1530-6984. PMID  17034105.
  48. ^ Чжан, Ван; Чжан, Ди; Fan, Tongxiang; Gu, Jiajun; Ding, Jian; Ван, Хао; Гуо, Циксин; Ogawa, Hiroshi (2009-01-13). "Novel Photoanode Structure Templated from Butterfly Wing Scales". Материалдар химиясы. 21 (1): 33–40. дои:10.1021/cm702458p. ISSN  0897-4756.
  49. ^ Weatherspoon, Michael R.; Cai, Ye; Крне, Матижа; 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. дои:10.1002/anie.200801311. ISSN  1521-3773. PMID  18773402.
  50. ^ а б Estrada A., S. Adriana; Lin, Hong-Ru (2017-03-01). "Fabrication of biomimetic gecko toe pads and their characterization". Полимерлік инженерия және ғылым. 57 (3): 283–290. дои: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". Корольдік қоғам интерфейсінің журналы. 9 (76): 2781–2790. дои:10.1098/rsif.2012.0108. ISSN  1742-5689. PMC  3479896. PMID  22696482.
  52. ^ Лю, Минджи; Wang, Shutao; Wei, Zhixiang; Song, Yanlin; Jiang, Lei (2009-02-09). "Superoleophobic Surfaces: Bioinspired Design of a Superoleophobic and Low Adhesive Water/Solid Interface". Қосымша материалдар. 21 (6): жоқ. дои: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". Лангмюр. 25 (24): 14165–14173. дои:10.1021/la901906h. ISSN  0743-7463. PMID  19637877.
  54. ^ а б Wong, Tak-Sing; Kang, Sung Hoon; Tang, Sindy K. Y.; Smythe, Elizabeth J.; Hatton, Benjamin D.; Grinthal, Alison; Aizenberg, Joanna (2011). "Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity" (PDF). Табиғат. 477 (7365): 443–447. дои:10.1038/nature10447. PMID  21938066.