Вторник, 10 сентября, 2024
Новости науки

Новое исследование ставит под сомнение общепринятые взгляды на адгезию к мокрой поверхности

By donbass01
0
0
Промышленное информационное агентство
Промышленное информационное агентство

Важные новости

Новые исследовательские задачи, традиционные Мудрость в отношении сцепления с мокрой поверхностью» /></p> <p> Схема экспериментов по адгезии и значения адгезии в сухих и влажных условиях во время подхода. Фото: <i>Прогресс науки</i> (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adn8343 </p> <p>Ученые из Университета Акрона и Университета Питтсбурга в новом исследовании опровергли давние предположения, согласно которым вода может способствовать адгезии.</p> <p>Д-р. Али Диноджвала, выдающийся председатель Фонда У. Джеральда Остина и Х.А. Профессор Мортон из Школы полимерных наук и полимерной инженерии Университета Акрона возглавил группу, чей значительный прорыв — то, что вода может неожиданно улучшить адгезию в контролируемых условиях — был опубликован 7 августа в журнале <i>Science Advances</i>.</i> р> <р>Последствия этого исследования глубоки, особенно в биомедицинских приложениях, таких как бинты, датчики мониторинга состояния влажной кожи и усовершенствованные клеи, которые могли бы заменить швы. Полученные знания об использовании шероховатости поверхности и свойств материалов могут произвести революцию в отраслях, оцениваемых в миллиарды долларов по всему миру.</p> <p>Вождение по мокрой дороге или наклеивание липкой ленты на влажную кожу — это повседневные проблемы, усугубляемые сложностью достижения прочного сцепления на мокрых, шероховатых поверхностях. Традиционно присутствие воды рассматривалось как помеха, разрушающая молекулярные связи, необходимые для эффективной адгезии. Вода имеет тенденцию прилипать к поверхностям и застревать в шероховатостях поверхности, еще больше усложняя процесс адгезии.</p> <p>Значительным прорывом стала работа команды доктора Диножвалы, в которую вошли доктор Тевис Якобс из Питтсбургского университета, доктор Ларс Пастевка из Фрайбургского университета и доктор Анирудха Сумант из Аргоннской национальной лаборатории. Они совершили свое открытие в ходе исследования, включавшего измерение адгезии мягкого эластомера к точно спроектированным шероховатым поверхностям, что выявило сложное взаимодействие между водой, шероховатостью поверхности и динамикой адгезии.</p> <p>Доктор Дхиноджвала и аспирант Нитьяншу Кумар провели новаторские подводные эксперименты и разработали модели для объяснения результатов. Шероховатые поверхности были химически подготовлены в Аргоннской национальной лаборатории и охарактеризованы вплоть до атомного масштаба в Университете Питтсбурга. Моделирование разделяющего интерфейса было проведено в Университете Фрайбурга. Исследование стало возможным только благодаря взаимодополняющему опыту этой совместной команды.</p> <p>Вопреки ожиданиям, присутствие воды во время формирования контакта изначально нарушает адгезию, предотвращая молекулярный контакт почти на половине площади поверхности из-за захваченных молекул воды. Более того, энергия, необходимая для деформации эластомера и соответствия шероховатости поверхности, значительно увеличивается в присутствии воды, что еще больше снижает начальную адгезию.</p> <p>Удивительно, но присутствие воды, которая нарушает адгезию во время образования контакта, увеличило адгезию почти в четыре раза во время отрыва. С помощью аналитических моделей и поверхностно-чувствительной спектроскопии эти результаты показали, что вода удерживается в карманах размером с нанометр. «Под водой трудно установить контакт, потому что для выдавливания воды требуется дополнительная энергия, и вы не можете удалить ее полностью», — сказал доктор Джейкобс. «Но мы были очень удивлены, увидев, что та же самая удерживаемая вода, которая затрудняет прижатие двух поверхностей друг к другу, также значительно затрудняет их разъединение».</p> <p>«Эти результаты бросают вызов традиционному взгляду на то, что вода универсально препятствует адгезии», — сказал доктор Дхиноджвала. «Понимая, как вода взаимодействует с рельефом поверхности, мы можем потенциально использовать шероховатость для усиления адгезии, во многом подобно тому, как гекконы используют подушечки пальцев для лазания по мокрым поверхностям».</p> <p>Д-р Команда Дхиноджвалы намерена сосредоточиться на дальнейшем уточнении этих результатов для разработки практических приложений, которые извлекут выгоду из удивительных преимуществ воды в науке об адгезии.</p> <p><strong>Дополнительная информация:</strong> Нитьяншу Кумар и др., Мелкомасштабная шероховатость захватывает воду и контролирует подводную адгезию, <i>Science Advances</i> (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adn8343 </p> <p><strong>Информация о журнале:</strong> Science Advances </p> <p> Предоставлено Университетом Акрона </p> </div></div><div class=

Предыдущая статьяИсследование показывает, как растения выбирают между жизнью и смертью
Следующая статьяЛемуры используют долговременную память, обоняние и социальные сигналы для поиска пищи

Новости сегодня

Последние новости

ВЫБОР РЕДАКТОРА

ПОПУЛЯРНЫЕ СООБЩЕНИЯ

ПОПУЛЯРНАЯ КАТЕГОРИЯ

© Промышленное информационное агентство