$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
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 przeciwwilgociową należy przypisać powietrzu zablokowanemu w strukturze powierzchni. Jednak stan superhydrofobowy jest niestabilny, ponieważ znajduje się w stanie Cassie-Baxter6,7. Ponadto, w wysokich temperaturach, zapobieganie zwilżaniu kropelek cieczy może zawieść z powodu przejścia stanu zwilżania z Cassie-Baxter do stanu Wenzela 8. To przejście zwilżania jest indukowane przez zwilżanie małych kropelek cieczy w strukturach, co powoduje brak zablokowania powietrza w miejscu.
Niedawno, zainspirowani śliskimi właściwościami perytomu dzbanecznika, Nepenthes, Wong et al. przedstawili koncepcję budowy śliskich powierzchni poprzez wprowadzenie smaru do struktur powierzchniowych9,10,11. Dzięki sile kapilarnej struktury mogą mocno utrzymywać smar na miejscu, tak jak w zablokowanej kieszeni powietrznej na powierzchniach superhydrofobowych. W ten sposób smar i struktury powierzchniowe mogą tworzyć stabilną powierzchnię ciała stałego / cieczy. Gdy smar ma preferencyjne powinowactwo do struktury powierzchni, kropla cieczy na powierzchni kompozytu może łatwo się ślizgać, przy bardzo niskiej histerezie kąta zwilżania (np. ~2°)12. Ta warstwa smaru sprawia również, że powierzchnia ma niezwykłe właściwości przeciwwilgociowe13, wykazując duży potencjał dla urządzeń medycznych14,15. Jednak wcześniejsze badania na śliskich powierzchniach skupiały się głównie na przygotowaniu do aplikacji w temperaturze pokojowej lub niskich temperaturach. Istnieje bardzo niewiele badań dotyczących przygotowania śliskich powierzchni o odporności na wysoką temperaturę. Na przykład Zhang i in. wykazali, że szybkie odparowanie smaru powoduje awarię właściwości śliskości nawet w nieznacznie wysokich temperaturach16.
Śliskie powierzchnie z odpornością na wysoką temperaturę mogą poszerzyć potencjał zastosowań; na przykład, mogą być używane jako bariery dla płynów zmniejszających przyleganie tkanek miękkich do końcówek narzędzi elektrochirurgicznych. Podczas operacji chirurgicznej dochodzi do silnej adhezji tkanek miękkich z powodu wysokiej temperatury końcówek narzędzi elektrochirurgicznych. Tkanka miękka może zostać zwęglona, co powoduje jej przyleganie do końcówki instrumentu, która następnie rozrywa tkankę miękką wokół końcówki17,18,19. Przyklejona tkanka miękka na końcówce narzędzia elektrochirurgicznego negatywnie wpływa na operację, a także może wywołać niepowodzenie hemostazy19,20. Skutki te w znacznym stopniu szkodzą zdrowiu i interesom ekonomicznym ludzi. Dlatego rozwiązanie problemu przylegania tkanek miękkich do narzędzi elektrochirurgicznych jest bardzo pilne. W rzeczywistości śliskie powierzchnie dają możliwość rozwiązania tego problemu.
Tutaj prezentujemy protokół wytwarzania śliskich powierzchni dostępnych w wysokich temperaturach. Stal nierdzewna została wybrana jako materiał powierzchniowy ze względu na jej odporność na wysoką temperaturę. Stal nierdzewna została zszorstkowana za pomocą trawienia chemicznego wspomaganego fotolitografią. Następnie powierzchnię funkcjonalizowano biokompatybilnym materiałem, solą oktadecylotrichlorosilanu (OTS)21,22,23,24. Śliską powierzchnię przygotowano poprzez dodanie oleju silikonowego. Materiały te umożliwiły śliskiej powierzchni osiągnięcie odporności na wysoką temperaturę. Zbadano właściwości przeciwwilgociowe w wysokich temperaturach oraz działanie antyadhezyjne na tkanki miękkie. Wyniki pokazują potencjał wykorzystania śliskich powierzchni do rozwiązania problemu antyadhezji w wysokich temperaturach.