Лист лотоса вдохновил создателей новой диагностической технологии

Лист лотоса вдохновил создателей новой диагностической технологииВ последнее время приходится все чаще слышать о микроскопических диагностических приборах, используемых в медицине и в области охраны окружающей среды, способных производить тесты, используя совсем небольшие количества естественных жидкостей. Однако работа с такими небольшими количествами исследуемого вещества ставит перед исследователем некоторые проблемы, в частности – сложности с корректным смешиванием микроскопических объёмов различных жидкостей и управлением отдельными каплями, используемыми для анализа.

Команда ученых Вашингтонского университета нашла решение этих проблем, исследуя листья лотоса.

Как выяснилось, лист лотоса обладает уникальной микроструктурой. Его поверхность состоит из микроскопических шишек, увенчанных мелкими волосками.

Когда капля жидкости попадает на поверхность листа, ее вес поддерживается волосками, в то время как под каплей остается воздушный карман. Подвешенная таким образом капля не лишается подвижности и в результате даже едва ощутимого толчка либо наклона поверхности скатывается с листа.

В последние годы этот эффект был использован сразу в нескольких технологиях – самоочищающемся пластике, солнечных батареях и даже пылевых щитах для космических кораблей.

Исследователи приблизительно воспроизвели эту структуру, используя методы нанотехнологий, создав силиконовую поверхность, состоящую из крохотных столбиков, отличающихся по высоте и сечению. Так же, как и в природном прототипе, капли, помещенные на искусственную поверхность, принимают почти идеальную сферическую форму.

Затем, используя акустические динамики или другое устройство, поверхность заставляют мелко вибрировать с частотой от 50 до 80 колебаний в секунду. Как показали опыты, подобная вибрация заставляет капли двигаться по траекториям, определяемым параметрами силиконовых столбиков поверхности.

Исследователям удавалось заставить капли двигаться по самым замысловатым маршрутам – вверх, вниз, по кругу – и даже переворачиваться с ног на голову. Кроме того, можно заставить две капли слиться воедино и далее двигаться, как единое целое.

Изменение же частоты колебаний позволяет исследователям контролировать скорость движения капель и выделять из общей массы капли определенных размеров или веса.

Существующие опытные образцы требуют относительно мощного

Lotos Quick Rus


Вы прочитали статью, но не прочитали журнал…

Читайте также: