Vật liệu nano ngâm dưới nước nhiều giờ không ướt

MỹCác nhà khoa học phát triển vật liệu nano mới không bị thấm nước kể cả khi ngâm ở độ sâu 60 cm trong vài tiếng.

Nhóm chuyên gia tại Đại học Trung tâm Florida (UCF) phát triển vật liệu nano chống nước mới với hiệu quả đặc biệt cao, Interesting Engineering hôm 12/9 đưa tin. Trưởng nhóm nghiên cứu Debashis Chanda, giáo sư tại Trung tâm Công nghệ Khoa học Nano thuộc UCF, lấy cảm hứng chế tạo vật liệu mới từ tự nhiên và sự tiến hóa của một số sinh vật. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Materials.

"Không thấm nước hay kỵ nước là khả năng tự nhiên giúp động thực vật bảo vệ và tự làm sạch cơ thể, chống lại các mầm bệnh như nấm, ngăn tảo phát triển và bụi bẩn tích tụ. Chúng tôi lấy cảm hứng từ cấu trúc của lá sen và tổng hợp vật liệu có cấu trúc nano dựa trên những tinh thể phân tử của fullerene", Chanda giải thích.

Fullerene (loại có công thức hóa học tối giản là C60 và C70) được chế tạo bằng cách kết hợp các phân tử carbon để hình thành cấu trúc khép kín giống như chiếc lồng. Sau đó, các cấu trúc này có thể xếp chồng lên nhau, tạo thành tinh thể fullerite.

Chỉ cần phủ một loại gel chế tạo từ fullerite lên bề mặt bất kỳ vật liệu nào, trạng thái siêu chống nước sẽ được thiết lập, Chanda cho biết. Cấu trúc dạng lồng độc đáo của gel không ảnh hưởng đến vật liệu gốc, nghĩa là bảo toàn các đặc tính vốn có. Vì vậy, bề mặt chống nước mới có thể được sử dụng để tách nước, khử trùng, chế tạo hydro hay chất xúc tác điện.

"Kể cả khi ngâm ở độ sâu 60 cm dưới nước trong vài giờ, màng fullerite vẫn khô. Chúng tôi còn phát hiện màng fullerite có thể thu giữ và tích trữ không khí dưới nước ở dạng plastron - một dạng bong bóng khí giống của loài ruồi Ephydra hians sống ở hồ Mono, California", Chanda cho biết.

Các bề mặt kỵ nước được chế tạo trước đây thường không thể duy trì sự khô ráo khi bị ngâm nhiều phút ở độ sâu nhất định dưới nước. Vì vậy, với khả năng vượt trội, vật liệu mới có tiềm năng ứng dụng rất lớn.