Śliskie powierzchnie to nowy sposób na rozwiązanie problemu z przyczepnością. Protokół ten opisuje, jak wytwarzać śliskie powierzchnie w wysokich temperaturach. Wyniki pokazują, że śliskie powierzchnie wykazywały ochronę przed zamoczeniem cieczy i niezwykłe działanie przeciwadhezyjne na tkanki miękkie w wysokich temperaturach.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Przygotowanie i antyadhezja w wysokiej temperaturze śliskiej powierzchni na stali nierdzewnej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Powierzchnie antyadhezyjne o odporności na wysokie temperatury mają szeroki potencjał zastosowania w instrumentach elektrochirurgicznych, silnikach i rurociągach. Typowa superhydrofobowa powierzchnia zapobiegająca zwilżaniu łatwo ulega uszkodzeniu pod wpływem cieczy o wysokiej temperaturze. Ostatnio śliskie powierzchnie inspirowane Dzbaneczkiem zademonstrowały nowy sposób rozwiązania problemu przyczepności. Warstwa smaru na śliskiej powierzchni może działać jako bariera między odpychanymi materiałami a strukturą powierzchni. Jednak śliskie powierzchnie w poprzednich badaniach rzadko wykazywały odporność na wysoką temperaturę. W tym miejscu opisujemy protokół przygotowania śliskich powierzchni o odporności na wysoką temperaturę. Metoda wspomagana fotolitografią została wykorzystana do wykonania konstrukcji słupowych na stali nierdzewnej. Funkcjonalizując powierzchnię solą fizjologiczną, przygotowano śliską powierzchnię poprzez dodanie oleju silikonowego. Tak przygotowana śliska powierzchnia zachowywała właściwości zapobiegające zwilżaniu wody, nawet gdy powierzchnia była podgrzana do 300 °C. Ponadto śliska powierzchnia wykazywała świetne działanie antyadhezyjne na tkanki miękkie w wysokich temperaturach. Ten rodzaj śliskiej powierzchni na stali nierdzewnej ma zastosowanie w urządzeniach medycznych, sprzęcie mechanicznym itp.
Wprowadzenie
Powierzchnie antyadhezyjne w wysokich temperaturach do stosowania z płynami i tkankami miękkimi spotkały się z dużym zainteresowaniem ze względu na ich szeroki potencjał zastosowania w instrumentach elektrochirurgicznych, silnikach, rurociągach itp.1,2,3,4. Powierzchnie inspirowane biologią, szczególnie powierzchnie superhydrofobowe, są uważane za idealny wybór ze względu na ich doskonałe właściwości przeciwwilgociowe i właściwości samoczyszczące5. W przypadku powierzchni superhydrofobowych zdolność przeciwwi....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Fotolitografia na stali nierdzewnej
- Zaprojektuj fotomaskę za pomocą oprogramowania do rysowania mechanicznego i stwórz projekt, przesyłając go do drukarki fotomaski4.
- Umyć stal nierdzewną (316 SS; długość x szerokość: 4 cm x 4 cm, grubość: 1 mm) poprzez płukanie jej w roztworach alkalicznych (50 g/l NaOH i 40 g/l Na2CO3) w temperaturze pokojowej przez 15 minut w celu usunięcia zanieczyszczeń olejowych.
- Dokładnie oczyść stal nierdzewną, wykonując czyszczenie ultradźwiękowe w myjce ultradźwiękowej (częstotliwość pracy: 40 KHz, moc ultradźwięków: 500 W). Płucz go sekwencyjnie wodą dejonizowa....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Śliską powierzchnię przygotowano poprzez naniesienie oleju silikonowego na chemicznie trawioną stal nierdzewną powleczoną OTS. Ze względu na podobne właściwości chemiczne, powierzchnia została całkowicie zwilżona przez olej silikonowy. Proces zwilżania przedstawiono na Rysunku 1a. Czerwona przerywana linia oznacza linię zwilżania. Po zwilżeniu od suchej powierzchni można było odróżnić widoczną warstwę oleju. Właściwości poślizgowe przygotowanej śliskiej powie.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Ten manuskrypt zawiera szczegółowe protokoły wytwarzania śliskiej powierzchni o odporności na wysoką temperaturę. Śliskość przygotowanej przez nas powierzchni została zademonstrowana, obserwując łatwe ślizganie się kropli wody. Następnie zbadano zapobieganie zawilganiu przygotowanej śliskiej powierzchni w różnych wysokich temperaturach poprzez osadzanie kropli wody na gorącej powierzchni. Wyniki pokazują, że przygotowana śliska powierzchnia zachowywała swoje śliskie właściwości nawet po podgrzaniu do temperatury powyżej .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (Grant nr 51290292) oraz była również wspierana przez Fundację Doskonałości Akademickiej BUAA dla doktorantów.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Stal nierdzewna | Hongtu Corporation | 316 | Użyj w takiej postaci, w jakiej otrzymano |
| Octadecyltrichlorosilane | Odczynnik Huaxia | 112-04-9 | Użyj w takiej postaci, w jakiej otrzymano |
| Photoresist | Kempur Microelectronic Corporation | 317S | Użyj w takiej postaci, w jakiej otrzymano |
| Olej silikonowy | Beijing Chemical Works | 350 cst | Użyj w takiej postaci, w jakiej otrzymano |
| Bezwodny toluen | Pekin Zakłady chemiczne | 108-88-3 | Użyj w takiej postaci, w jakiej otrzymano |
| Kwas fosforowy (H3PO4) | Tianjin Chemical Corporation | 7664-38-2 | Użyj jako otrzymany |
| Kwas solny (HCl) | Tianjin Chemical Corporation | 7647-01-0 | Użyj zgodnie z otrzymanymi |
| F chlorek erric (FeCl3) | Tianjin Chemical Corporation | 7705-08-0 | Użyj po otrzymaniu |
| Optyczny mikroskop pionowy | Olympus | BX51 | |
| Optyczny mikroskop stereoskopowy | Olympus | SZX16 | |
| Szybka kamera | Olympus | i-SPEED LT | |
| Myjka ultradźwiękowa | KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD | KQ-500E | |
| Dynamometr | Yueqing Handapi Instruments Co., Ltd | HP-5 | |
| Manipulator | Yueqing Handapi Instruments Co., Ltd | HLD | |
| Płyta grzewcza | Shenzhen Jingyihuang Corporation | DRB-1 |
Bibliografia
- Liu, Y., Chen, X., Xin, J. H. Can superhydrophobic surfaces repel hot water? J Mater Chem. 19 (31), 5602-5611 (2009).
- Urata, C., Masheder, B., Cheng, D. F., Hozumi, A. A thermally stable, durable and temperature-dependent oleophobic surface of a polymethylsilsesquioxane film. Chem Commun. 49, 3318-3320 (201....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
