Рыба-еж вдохновила ученых на сверхгидрофобный материал

Вдохновленная колючей кожей рыбы-ежа, команда исследователей создала прочный, гибкий, сверхгидрофобный материал.

Природа создала множество материалов, помогающих организмам выживать и размножаться в разных условиях. Ученые иногда берут за основу натуральный дизайн, изготавливая полезные продукты с аналогичными или абсолютно новыми свойствами. Так, Ёсихиро Ямаути, Масанобу Найто и их коллеги изобрели прочный, гибкий, гидрофобный материал, вдохновившись кожей рыбы-ежа, сообщает eurekalert.org. Новый продукт описан в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Сверхгидрофобные структуры заставляют капли скатываться или отскакивать. Их используют для создания самоочищающихся поверхностей, защиты от обледенения и коррозии. Гидрофобность обычно обеспечивают мелкие игольчатые структуры. Но такие микро- или наномерные структуры очень хрупкие, легко повреждаются при сгибании. Рельеф можно потерять, поцарапав или стесав. Исследователи создали более прочный материал, отталкиваясь от свойств кожи рыбы-ежа. Она не сверхгидрофобная. Но авторы пришли к выводу, что изготовление шипов из гидрофобного сырья и сжатие их до микромерного масштаба может сделать материал таким.

Команда сделала чешуйки из оксида цинка. Для обеспечения эластичности ученые добавили силиконовый полимер. При объединении с шипами он создал пористый каркас. Материалу можно придавать разные формы или наносить на другие поверхности. Он оказался не только сверхгидрофобным, но и очень гибким. В отличие от аналогов, пористая структура сохраняла способность отталкивать воду даже после многочисленных сгибаний и скручиваний.

Гидрофобными свойствами обладает весь материал, а не только его поверхность. В результате царапины и разрезы не влияют на способность отталкивать воду. Гибкость и пористость повышает устойчивость к механическим воздействиям и деформациям.