Юг - американская бабочка хлопнула свои крыла, и причинила суматоху исследования нанотехнологии случиться в Огайо.
Это одна из серии изображений которая показывает текстуру на поверхности крыла бабочки. Инженеры изучили текстуру для того чтобы изобрести грязь и водостойкие покрытия для приборов как трубы и медицинское оборудование. Электронный кинескоп показал характеристики микрометр-маштаба которые походят гонт на крыше, и даже более точный нанометр-маштаб отличает: параллельные пазы на поверхности гонт. (Фото Джо McCulty, изображениями электронного кинескопа Bharat Bhushan и Грегори Bixler. Вся учтивость Государственного Университета Огайо)
Исследователя здесь принимали новый взгляд на крыла бабочки и листья риса, и выученные вещи о их микроскопической текстуре которая смогла улучшить разнообразие продукты.
Например, исследователя могли очистить до 85 процентов удаляли пыль покрынная пластичная поверхность которая передразнила текстуру крыла бабочки, сравненная до только 70 процентов с плоской поверхности.
В недавнем вопросе Дела журнала Мягкого, Государственный Университет Огайо проектирует рапорт что текстуры увеличивают поток жидкости и предотвращают поверхности от получать пакостны - характеристики которые смогли быть передразнены в высокотехнологичных поверхностях для воздушных судн и watercraft, трубопроводов, и медицинского оборудования.
«Природа эволюционировала много поверхностей которые собственн-чистка или уменьшают сопротивление,» сказала Bharat Bhushan, Эрудита Огайо Именитый и Говард D. Winbigler Профессора машиностроения на Положении Огайо. «Уменьшенное сопротивление желательно для индустрии, пробуете ли вы двинуть немного падений крови через nano-канал или миллионы галлонов сырой нефти через трубопровод. И поверхности собственн-чистки были бы полезны для медицинского оборудования - катетеров, или что-нибыдь которые могло затаить бактерии.»
Bhushan и докторский студент Грегори Bixler использовали электронный кинескоп и оптически profiler для того чтобы изучить крыла Гигантской Голубой бабочки Morpho (didius Morpho) и листьев рисовой посадки Oriza sativa. Они бросили пластичные реплики обеих микроскопических текстур, и сравнили их способность оттолкнуть грязью и водой к репликам маштабов рыб, кожи акулы, и простых плоских поверхностей.
Общее к Центральному и Южной Америке, Голубое Morpho иконическая бабочка, признанный ценным для своих гениальных голубых цвета и иризации. За своей красоткой, оно имеет способность бросить грязь и воду с флаттером своих крылов.
Для бабочки вне в природе, оставаться чист насущная проблема, Bhushan объяснил.
«Их крыла настолько чувствительны что получать грязь или влагу на их делает его трудным лететь,» он сказали. «Плюс, мужчины и женщины узнайте один другого цветом и картины на их крылах, и каждый вид уникально. Так они должны держать их крыла ярким и видимым для того чтобы воспроизвести.»
Электронный кинескоп показал что крыла Morpho Сини как не ровны по мере того как они смотрят к нагому глазу. Вместо, поверхностная текстура походит крыша clapboard при рядки перекрывая гонт излучая вне от тела бабочки, предлагая что вода и грязь свертывают с крылов «как вода с крыши,» Bhushan сказала.
Листья риса обеспечили более сюрреалистический ландшафт под микроскопом, с рядками пазов, каждого микрометра (millionths метра) определенных размер предусматриванных с даже рему малых, нанометра (billionths метра) определенными размер - совсем angled для того чтобы сразу raindrops к стержню и вниз к основанию завода. Листья также имели скользкое waxy покрытие, которое держит капельки воды пропустить вперед.
Исследователя хотели испытать как бабочка подгоняет и листья рис мог показать некоторые из характеристик других поверхностей они изучали, как кожа акулы, которая предусматривана с скользкими, микроскопическими пазами которые причиняют воду пропустить ровно вокруг акулы. Они также испытали маштабы рыб, и включили non-текстурированные плоские поверхности для сравнения.
После изучать все текстуры близко вверх, исследователя сделали прессформы их в репликах силикона и пластмассы бросания. Для того чтобы подражать waxy покрытию на листьях риса и скользкому покрытию на коже акулы (которая в природе фактически слизова), они покрыли все поверхности при специальное покрытие состоя из nanoparticles.
В одном испытании, они выровняли пластичные трубы с различными покрынными текстурами и нажали воду через их. Приводя к падение давления воды в трубе была индикацией потока жидкости.
Для трубы о размере сторновки коктеила, тонкая подкладка текстуры кожи акулы покрынной с nanoparticles уменьшила падение давления воды 29 процентами сравненными к non-покрынной поверхности. Покрынные листья риса пришли в второе, с 26 процентами, и крыло бабочки пришло в треть с вокруг 15 процентами.
После Этого они запылились текстуры с порошком карбида кремния - общим промышленным порошком который походит естественная грязь - и испытано как легко поверхности были очистить. Они держали образцы на угле 45 градусов и капали воду над ими от шприца на 2 минуты, так как около 2 tablespoons воды помыли над ими в итоге. Используя ПО, они подсчитали число частиц карбида кремния на каждой текстуре перед и после мыть.
Кожа акулы пришла вне самое чистое, с 98 процентами частиц моя во время испытания. Затем пришли листья риса, с 95 процентами, и крыло бабочки при около 85 процентов моя. сравнением, только 70 процентов помыли плоской поверхности.
Bushan думает что текстура листьев риса могла специально быть одета к помогая жидкому движению более эффективно через трубы, как каналы в микро--приборы или нефтепроводы.
О крылах Голубого Morpho красивейших, их способность держать бабочку чистой и сухой предлагает к ему что текстура крыши clapboard могла одеть медицинское оборудование, где она смогла предотвратить рост бактерий.
Источник: http://www.osu.edu