Новости

Преобразование человеческой жизни с помощью лазерной технологии

Динамика отрасли

Корпоративные новости

Лазерное лечение снижает адгезию: супергидрофобность, суперолеофобность и суперолеофобность.

Время выпуска:

2021-11-09

Трехслойная микроструктура была сформирована на поверхности нержавеющей стали посредством простой фемтосекундной лазерной абляции. Структурная поверхность проявляет супергидрофильность в воздухе и супергидрофобность/супергидрофобность в воде. После дальнейшей модификации стеариновой кислотой поверхность становится супергидрофобной, а подводная суперолеофильнойной/суперолеофильнойной. Благодаря этой технологии сопло иглы модифицируется таким образом, чтобы оно обладали сверхсмачиваемой способностью. Когда сопло используется для выпуска жидкостей и газов, размер распределенной воды, капель масла и пузырьков значительно уменьшается. Мы продемонстрировали, что подводные супергидрофобные сопла могут распределять нанолитровый объем пузырьков без уменьшения диаметра сопла. Он также эффективно предотвращает задержку жидкости при открытии иглы. Таким образом, уменьшение размера капель/пузырьков и скорости удержания позволяет значительно повысить точность объема и разрешение при эксплуатации и транспортировке водных растворов и газов. Фемтосекундные лазерные индуцированные сверхвлажные сопла могут использоваться для переноса жидкости с высоким разрешением, струйной печати, 3D-печати, пипеток, медицинского оборудования, клеточной инженерии, биологического обнаружения, микрохимических реакторов и сокращения выбросов промышленных газов.

Благодаря широкому спектру применений, таких как транспортировка жидкостей, струйная печать, 3D-печать с высоким разрешением, клеточная инженерия, микрореакторы, биологический анализ, биосенсорирование, производство энергии, химическая инженерия и восстановление окружающей среды, генерация и манипулирование мелкими каплями (до микро или наномасштаба) И мелкие пузырьки получают все больше внимания. Научные и промышленные сообщества приложили значительные усилия для создания меньших капель путем уменьшения размера сопла или использования специальных приводных механизмов, таких как капли. Однако традиционные насадки и методы дозирования по-прежнему сталкиваются со многими ограничениями. Кроме того, если размер насадки иглы уменьшить до предела, указанного существующей технологией изготовления, будет трудно дополнительно уменьшить объем дозированных капель. Фактически, адгезия и удержание жидкостей на обычных соплах являются наиболее серьезными проблемами во многих биомедицинских и химических применениях, поскольку они снижают точность объема и увеличивают риск перекрестного загрязнения. Для того чтобы преодолевать вышеуказанные проблемы, супергидрофобная микроструктура недавно была покрыта на поверхности коммерчески игл шприца, которые могут значительно улучшить способность сопла распылять небольшие капли воды.

В природе поверхности многих животных и растений проявляют различную особую смачиваемость. Природные явления вдохновляют нас на разработку специальных смачивающих свойств на твердых подложках путем сочетания химического состава и слоистых поверхностных микро/наноструктур, одновременно уменьшая адгезию между игольчатыми соплами и каплями воды/каплями масла/пузырьками.

Здесь мы разработали простой способ достижения различной супергидрофобности на поверхностях из нержавеющей стали посредством фемтосекундной лазерной обработки, включая супергидрофобность и супергидрофильность в воздухе, супергидрофобность и супергидрофильность в воде. Систематически изучалось влияние поверхностной сверхвлажности форсунок из нержавеющей стали на объем капель воды, подводных капель масла и подводных пузырьков в форсунке. Мы обнаружили, что лазерно-индуцированная супергидрофобность, подводная суперолеофобность и подводная суперолеофобность могут значительно уменьшить размер капель воды, капель масла и пузырьков, отделенных от структурного сопла, избегая удержания жидкости во рту иглы.