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Basisrecheneinheit Flügel Spornen Nanotechnologie-Forschung in der Staat Ohio-Universität an

Published on November 8, 2012 at 3:30 AM

Eine Südamerikanische Basisrecheneinheit Schlag- seine Flügel und veranlaßte eine Aufregung der Nanotechnologieforschung, in Ohio zu geschehen.

Dieses ist eins einer Reihe Bilder, die die Beschaffenheit auf der Oberfläche eines Basisrecheneinheitsflügels zeigt. Ingenieure studierten die Beschaffenheit, um Schmutz und wasserbeständige Beschichtungen für Einheiten wie Rohre und medizinische Ausrüstung zu planen. Ein Elektronenmikroskop deckte Mikrometerschuppe Merkmale auf, die Schindeln auf einem Dach ähneln, und eine sogar feinere Nmschuppe kennzeichnet: parallele Nuten auf der Oberfläche der Schindeln. (Fotos durch Jo McCulty, Elektronenmikroskopbilder durch Bharat Bhushan und Gregory Bixler. Alle Höflichkeit der Staat Ohio-Universität)

Forscher hier haben einen neuen Blick an den Basisrecheneinheitsflügeln und an den Reisblättern und Lernsachen über ihre mikroskopische Beschaffenheit genommen, die eine Produktvielfalt verbessern könnte.

Zum Beispiel waren die Forscher in der Lage, bis 85 Prozent von zu säubern abwischen weg eine überzogene Plastikoberfläche, die die Beschaffenheit eines Basisrecheneinheitsflügels nachahmte, verglichen mit nur 70 Prozent weg von einem Planum.

In einem neuen Punkt des Zapfen Weichen Stoffes, führt die Staat Ohio-Universität Bericht, dass die Beschaffenheiten Wasserfluß erhöhen und Oberflächen am Erhalten schmutzig verhindern - Eigenschaften aus, die in den High-Techen Oberflächen für Flugzeuge und Watercraft, Rohrleitungen und medizinische Ausrüstung nachgeahmt werden konnten.

„Natur hat viele Oberflächen, die selbstreinigend sind oder Luftwiderstand verringern,“ sagte Bharat Bhushan, Ohio-Kapazität und Howard D. Winbigler Professor des Maschinenbaus am Staat Ohio entwickelt. „Verringerter Luftwiderstand ist für Industrie wünschenswert, ob Sie versuchen, einige Blutstropfen durch einen Nano-kanal oder Millionen Gallonen Rohöl zu verschieben durch eine Rohrleitung. Und selbstreinigende Oberflächen würden nützlich für medizinische Ausrüstung - Katheter oder alles sein, das möglicherweise beherbergtte Bakterien.“

Bhushan und Doktorand Gregory Bixler verwendeten ein Elektronenmikroskop und ein optisches Auswerteprogramm, um Flügel der Riesigen Blauen Morpho-Basisrecheneinheit (Morpho-didius) und der Blätter der Reispflanze Sativa Oriza zu studieren. Sie gossen Plastikrepliken beider mikroskopischen Beschaffenheiten und verglichen ihre Fähigkeit, Schmutz und Wasser zu den Repliken von Fischschuppen, von Haifischhaut und von einfachen Planum abzustoßen.

Common nach Zentrales und Südamerika, das Blaue Morpho ist eine ikonenhafte Basisrecheneinheit, die für seine Brillantblau Farbe und Iridescence taxiert ist. Über seiner Schönheit hinaus hat es die Fähigkeit, Schmutz und Wasser mit einem Flattern seiner Flügel weg zu gießen.

Für eine Basisrecheneinheit heraus in der Natur, ist das Bleiben sauber eine entscheidende Frage, Bhushan erklärte.

„Ihre Flügel sind, dass das Erhalten des Schmutzes oder der Feuchtigkeit auf ihnen es hart zu fliegen macht,“ er sagten so empfindlich. „Plus, Männer und Weibchen erkennen Sie sich durch die Farbe und die Muster auf ihren Flügeln, und jede Spezies sind eindeutig. So müssen sie ihre Flügel hell und sichtbar halten, um zu reproduzieren.“

Das Elektronenmikroskop deckte auf, dass die des Blau Morphos Flügel nicht so glatt sind, wie sie zum nackten Auge schauen. Stattdessen ähnelt schlägt die Oberflächenbeschaffenheit einem Schindeldach mit den Reihen von den überlappenden Schindeln, die heraus vom Gehäuse der Basisrecheneinheit ausstrahlen und, dass Wasser und Schmutz die Flügel „wie Wasser weg von einem Dach ausspeichert,“ Bhushan vor, sagte.

Die Reisblätter versahen eine surrealere Landschaft unter dem Mikroskop, mit Reihen von den sortierten Nuten, von jeder des Mikrometers (millionths eines Meters), die mit sogar kleineren abgedeckt wurden, des nm (Billionste eines Meters) sortierten Stößen - ganz winklig, um Regentropfen auf den Stamm und unten auf die Basis der Pflanze zu verweisen. Das Blatt hatte auch eine glatte wächserne Beschichtung, die die Wassertröpfchen hält, entlang zu fließen.

Die Forscher wollten prüfen, wie Basisrecheneinheit beflügelt und Reis möglicherweiseblätter anzeigte einige der Eigenschaften anderer Oberflächen, die sie studiert haben, wie Haifischhaut, die mit den glatten, mikroskopischen Nuten abgedeckt wird, die Wasser veranlassen, um den Haifisch glatt zu fließen. Sie prüften auch Fischschuppen und umfaßten nicht-strukturierte Planum für Vergleich.

Nachdem sie nah alle Beschaffenheiten oben studiert hatten, machten die Forscher Formen von ihnen in den Silikon- und Formplastikrepliken. Um die wächserne Beschichtung auf den Reisblättern und die glatte Beschichtung auf Haifischhaut (die zu emulieren in der Natur wirklich schleimig ist), umfaßten sie alle Oberflächen mit einem Spezialanstrich, welche aus nanoparticles besteht.

In einer Prüfung zeichneten sie Kunststoffrohre mit den verschiedenen überzogenen Beschaffenheiten und drückten Wasser durch sie. Der resultierende WasserDruckabfall des Rohres war eine Anzeige über Wasserfluß.

Für ein Rohr über die Größe eines Cocktailstrohs, verringerte ein dünnes Futter der Haifischhautbeschaffenheit, die mit nanoparticles beschichtet wurde, WasserDruckabfall um 29 Prozent, die mit der nicht-überzogenen Oberfläche verglichen wurden. Das überzogene Reisblatt kam in zweites, mit 26 Prozent, und der Basisrecheneinheitsflügel kam in Drittel mit herum 15 Prozent.

Dann wischten sie die Beschaffenheiten mit Silikonkarbidpulver - ein geläufiges industrielles Pulver, das natürlichem Schmutz ähnelt - und geprüft ab, wie einfach die Oberflächen zu säubern waren. Sie hielten die Proben an 45-Grad- angeln und tropften Wasser über ihnen von einer Spritze für zwei Minuten, damit ungefähr zwei Esslöffel von mit Wasser gewaschenem Über sie in der Summe an. Unter Verwendung der Software zählten sie die Anzahl von Silikonkarbidpartikeln auf jeder Beschaffenheit vor und nach dem Waschen.

Die Haifischhaut kam das sauberste, mit 98 Prozent der Partikel heraus, die weg während der Prüfung sich waschen. Kamen Als Nächstes das Reisblatt, mit 95 Prozent, und der Basisrecheneinheitsflügel mit ungefähr 85 Prozent weg waschend. Durch Vergleich wuschen sich nur 70 Prozent weg vom Planum.

Bushan denkt, dass die Reisblattbeschaffenheit möglicherweise besonders zu helfender flüssiger Bewegung effizienter durch Rohre, wie Kanäle in den Mikroeinheiten oder in den Ölpipelines entsprochen würde.

Hinsichtlich der Blauen des Morphos schönen Flügel schlägt ihre Fähigkeit, die Basisrecheneinheit sauber und trocken zu halten ihm vor, dass die Schindeldachbeschaffenheit möglicherweise medizinischer Ausrüstung entspräche, in der sie das Bakterienwachstum verhindern könnte.

Quelle: http://www.osu.edu

Last Update: 8. November 2012 04:44

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