За допомогою ультразвукових хвиль та сольової ванни, дослідницька група змінила поверхню скла. Абсолютно новий метод може призвести до скла, виготовленого без використання їдких хімікатів для вітрових скел, що самоочищуються, поверхонь, що знищують мікробів, або, можливо, навіть кращого пива.
При створенні спеціального скла, наприклад, водостійкого (гідрофобного), в інженерів зазвичай є два шляхи, якими вони можуть піти. Один із них — це процес, який використовує реакції силанізації, в яких молекулярні сполуки зв'язуються із поверхнею скла. Інший передбачає покриття скла полімерами. Обидва ці методи засновані на використанні токсичних хімікатів, і у разі покриттів унікальні властивості, передані склу, можуть з часом стиратися.
Однак завдяки новій технології, заснованій на звуку, скло зазнає постійних структурних змін без додавання будь-яких інших хімікатів. Результатом є скло, яке може повністю скидати воду або бути просоченим позитивним електричним зарядом. Дослідження було опубліковано в журналі Advanced Functional Materials.
Купання у солоній воді
Щоб створити матеріал, група вчених з австралійського Університету Кертіна (CU) занурила звичайне скло в нетоксичну ванну з органічними сполуками, відомими як солі діазонію. Потім вони опромінили його м'яким набором ультразвукових хвиль, налаштованих на частоту 24 кГц. Це створило своєрідний феєрверк, який назавжди змінив скло.
"Звукові хвилі створюють мікроскопічні бульбашки в розчині солі діазонію, які потім швидко руйнуються, створюючи крихітні сплески тепла і тиску", - сказав провідний дослідник Надим Дарвіш зі Школи молекулярних та природничих наук CU. «Це запускає реакцію, яка утворює стабільний органічний шар на склі, роблячи його або водовідштовхувальним, або позитивно зарядженим, залежно від типу використовуваної солі діазонію. На відміну від звичайних покриттів, які згодом стираються, наш метод створює хімічний зв'язок на молекулярному рівні, роблячи його набагато довговічнішим та екологічно чистішим».
Отримання мікробів
Водовідштовхувальні властивості скла, створеного за допомогою нового методу, можуть призвести до самоочисних хмарочосів або чистіших автомобільних склів, вони також можуть відіграти більш серйозну роль у боротьбі з мікробами, поліпшенні виробництва біопалива або створенні більш досконалих систем фільтрації води. Це пов'язано з тим, що існує ряд видів бактерій та грибків, які залучаються гідрофобними поверхнями. Фактично, версія скла, що відштовхує воду, виявилася ефективною в уловлюванні E. coli. Таким чином, скловолокна, вироблені за допомогою нового методу, можуть використовуватися у фільтрах для фільтрації таких мікробів з водопостачання.
Дослідники також виявили, що до гідрофобного скла ефективно прилипають види дріжджів, відомі як S. cerevisiae, які зазвичай називають пекарськими або пивними дріжджами. Це означає, що матеріал може зіграти роль у створенні більш ефективного та точного контролю за процесами ферментації, що може забезпечити кращий смак пива.
Як альтернатива існують види мікроводоростей, які притягуються до позитивно заряджених поверхонь. В рамках дослідження дослідники виявили, що вид мікроводоростей, відомий як C. vulgaris, добре прилипає до зарядженої версії скла. Це означає, що воно може бути добрим матеріалом для використання у виробництві біопалива, де накопичення цього організму є важливим кроком.
Дослідники відзначають, що їх новий метод може бути застосований до будь-якого типу скла та що його можна реалізувати у будь-якій лабораторії, де є базова установка ультразвукової ванни.
Джерела: Curtin University
