ייצור פשוט של משטחי צורן המנקים את עצמם

תכונות המשטח מתבססות על ננו-המבנים בתוככי המשטח. ממצאי המחקר פורסמו לאחרונה בכתב-העת המדעי Advanced Materials.

קבוצת מחקר באוניברסיטת אלטו (פינלנד) המתמחה במיקרו-ייצור ובמיקרו-מערכות זרימה נוזלית פיתחה שיטה חדשה ומהירה להכנה של משטחים המתנקים בעצמם. תכונות המשטח מתבססות על ננו-המבנים בתוככי המשטח. ממצאי המחקר פורסמו לאחרונה בכתב-העת המדעי Advanced Materials.

החלק המפרך ביותר בתהליך ההכנה נחסך מהחוקרים כאשר הקבוצה פיתחה שיטה חדשנית להכנה של ננו-מבנים דמויי-פירמידה ע”ג משטחי צורן באמצעות חריטה עמוקה ע”י יונים פעילים. בשלב הבא ניתן להשתמש בפרוסת הצורן כתבנית ליצירת חותמת אלסטומרית, שתוכל לשכפל את ננו-המבנים המקוריים המנקים את עצמם לתוככי מגוון פולימרים.

משטחי צורן חלקים הופכים להיות דמויי-מראה והם מחזירים יותר ממחצית האור הפוגע בהם, בעוד שמשטחים המבוססים על ננו-מבנים של צורן ופולימרים כמעט ואינם מחזירים אור כלל. הַחְזָרוּת הקרינה מופחתת בטווח אורכי-גל נרחב בשל מעבר חלק של מקדם השבירה מהאוויר למצע הודות לננו-המבנים, אומר החוקר Lauri Sainiemi.

משטחים שלא מחזירים אור, ושיטות לייצורם, מהווים היום נושאי מחקר חמים מאחר והם נדרשים בפיתוח של תאים סולאריים יעילים יותר. ניתן להפיק תועלת ממשטחים המבוססים על ננו-מבנים של צורן ופולימרים גם עבור סינתזה כימית, מאחר ויכולת החזרת קרינה נמוכה חשובה להליך הבדיקה האנליטית. התכונה התועלתית השנייה של המשטחים הינה יכולת הניקוי העצמי שלהם, יכולת המבוססת על קיומם של ננו-המבנים, המצופים בשכבה דקיקה של משטח בעל אנרגיה נמוכה.

היישומים של שיטות הייצור החדשות שפותחו עבור צורן ופולימרים משתרעים החל מחיישנים ועד תאים סולאריים. היתרון הגדול של שיטות הייצור טמון ביכולתן לשמש במספר קני-מידה, עד לרמה של ייצור תעשייתי. “אני סבור כי יהיה עניין בשיטת הייצור החדשה שלנו מאחר והיא מאפשרת הכנה פשוטה וחסכונית של ננו-מבנים ע”ג משטחים נרחבים וכן מאחר והשיטה מתאימה לצורן חד-גבישי, רב-גבישי ואפילו אמורפי, וכן עבור מגוון סוגי פולימרים”, ציין החוקר הראשי. אותה הקבוצה פיתחה כבר בעבר משטחים עבור אנליזה כימית של סמים.

תחום מחקרי חדש ומעניין הינו הפיתוח של משטחים יעילים יותר המנקים את עצמם ודוחים לכלוך, שיוכלו לתרום בעיקר למחקר בתאים סולאריים. ההכנה של משטחים דוחי-מים היא קלה למדי, אולם נוזלים בעלי מתח פנים נמוך יוכלו עדיין לזהם את המשטח. כיום הקבוצה מנסה לפתח משטחים חדשים שיוכלו לדחות נוזלים שמנוניים.

הידיעה על המחקר