Исследователи INM говорят, что дождевые черви всегда чистые, даже если они происходят из такой влажной, липкой земли. Они обязаны этим грязеотталкивающему скользящему слою, который стимулирует скольжение, которое снова и снова образуется на их коже. Говорят, что исследователи INM искусственно воссоздали эту систему от природы, разработав материал с поверхностной структурой, который снабжает себя смазкой всякий раз, когда она подвергается давлению.
Поскольку смазанный материал уменьшает трение и, как и оригинал, предотвращает рост микробов, ученые могут представить многочисленные применения в промышленности и биомедицине. Недавно ученые опубликовали свои результаты в журнале Advanced Materials.
Картинная галерея
Пластмасса с обратимым эффектом смазки
По словам исследователей, указанный материал был изготовлен из мягкого пластика, внутри которого есть капли силиконового масла в качестве смазки. «Когда мы оказываем давление на материал, капли меняют свою форму и мигрируют на поверхность. Затем силиконовое масло равномерно распределяется по поверхности, образуя водоотталкивающий и грязеотталкивающий скользящий слой », - объясняет Цзяси Цуй, глава исследовательской группы по микрофлюидике. Если давление спадает, капли снова отступают. Кроме того, скользящий слой также может быть удален и сформирован снова и снова, когда на материал оказывается давление. «Таким образом, он динамически реагирует на давление - как« дышащая »система», - отмечает Цуй.
Грубые поверхности лучше удерживают смазку
Структура поверхности нового материала также играет важную роль: «Здесь мы также были вдохновлены дождевым червем. Его поверхность кожи не гладкая, а шероховатая. Мы учли это в нашем материале и разработали соответствующую поверхность », - объясняет Цуй. Эта шероховатость, в частности, может образовывать однородную смазочную пленку и хорошо прилипать. Это зависит от того, как новый материал уменьшает трение.
Однако структура поверхности также важна для долговечности смазывающего эффекта: «Мы сравнили скользящую пленку на наших« структурах дождевого червя »со скользящей пленкой на гладкой поверхности и обнаружили, что наши конструкции выдерживают более 10000 циклов трения, тогда как со скользящими пленками на гладких структурах всего 300 циклов трения », - подчеркивает химик. Это сочетание шероховатой поверхности и капель смазки внутри - вот что делает эту идею бионического червя из полимеров и силиконового масла такой особенной.
Снижение трения работает впервые в твердой среде
Говорят, что уже есть некоторые структуры, которые уменьшают трение, в том числе те, которые основаны на функциональности шкур животных. Системы, которые сами выпускают смазки, также были исследованы исследователями. По словам Цуя, все они работают только в жидких средах.
СОВЕТ КНИГИ С бионическими процессами компоненты могут быть сконструированы так, чтобы они выполняли свои структурно-механические функции с минимальными усилиями. Практическое пособие «Бионика в структурной оптимизации» является справочным пособием по ресурсосберегающему облегченному строительству для дизайнеров, разработчиков и студентов.
«Впервые мы представляем приложение, которое уменьшает трение в твердой среде и вдохновлено дождевым червем, потому что оно также скользит по твердой среде, земле», - подчеркивает Цуй. Исследователи могут представить многочисленные приложения в промышленности или биомедицине, а именно, когда устройство должно плавно скользить сквозь что-то твердое.
Нажмите здесь для оригинальной публикации.
Бетонная конструкция
3D-вязаная опалубка позволяет 5-тонную бетонную конструкцию
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Maschinenmarkt.de.