Исследователи из Университета Британской Колумбии создали поверхность, которая может менять смачиваемость в широком диапазоне, становясь как супергидрофобной, так и супергидрофильной. Регулировка смачиваемости происходит за счет подачи небольшого напряжения, при этом она полностью обратима. Ученые считают, что такая поверхность может пригодиться во многих областях, к примеру, для фильтрации воды или в медицине. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials Interfaces.

Разные научные коллективы работают над созданием поверхностей с изменяемым углом смачивания. Зачастую, для этого требуется сильное нагревание, обработка поверхностей лазерным излучением и другое сильное воздействие, а процесс может занимать много времени. Канадские ученые решили упростить и ускорить регулировку смачиваемости поверхности и создали новый метод.

University of British Columbia

Ученые выбрали в качестве основы медь — недорогой и распространенный материал. Супергидрофобная медная поверхность была создана с помощью электроосаждения, и из-за этого имела структуру «елочек» . Регулировка смачиваемости основана на том, что у меди и ее оксидов (CuO и Cu₂O) она сильно отличается. Пропуская небольшой ток с напряжением около одного вольта через каплю ученые могут менять степень окисления меди, и таким образом, изменять ее смачиваемость в диапазоне от супергидрофобной (угол смачивания около десяти градусов) до супергидрофильной (угол около 157 градусов).

Принцип действия регулировки смачиваемости. Beniamin Zahiri et al. / Advanced Materials Interfaces, 2017

Ученые выделяют несколько преимуществ их метода. Во-первых, они использовали доступный материал. Для регулирования достаточно напряжения, которое дают распространенные батареи, а время перехода из одного состояния в другое исчисляется минутами. Также, в отличие от многих других методов, изменение смачиваемости таким методом полностью обратимо. Для этого достаточно высушить поверхность, и медь снова окислится на воздухе.

Ранее международная группа ученых представила в целом похожую технологию, однако они смогли менять угол смачивания в пределах десяти градусов. А другие исследователи научились получать материал на основе графена с регулируемым отношением к воде от супергидрофильного до супергидрофобного.

Автор: Григорий Копиев