Листя лотоса має легендарну властивість відштовхувати воду. Коли вона потрапляє на нього, то збирається у сріблясті кульки й скочується з поверхні листка, забираючи із собою ще й будь-який бруд.
Фізику цього вражаючого та естетично прекрасного явища вже добре вивчено. Листя лотоса відштовхує воду, бо на ньому є мікроскопічні вкриті воском виступи, через які вода не зчіплюється з поверхнею. Це означає, що молекули води натомість зчіплюються між собою. Такий фізичний процес уже відтворений у деяких штучних матеріалах. На жаль, ці поверхні легко пошкоджуються через стирання, і оскільки вони неживі, то не можуть відновлюватися. А отже, їх складно виготовляти в комерційних масштабах. Шкода, бо поверхні, що самоочищуються й самовисушуються, могли б бути дуже цінними. Цю проблему може вирішити технологія, яку нещодавно описав Юрґен Руе з німецького Фрайбурзького університету в спеціалізованому журналі Langmuir. Ідеться про те, щоб дати матеріалам, які створені за принципом лотоса, здатність самовідновлюватися після пошкодження.
Підхід Руе полягає у відтворенні процесу, притаманного іншому живому організму — ящірці. Коли ці тварини ростуть, їхня луска не росте разом із ними. Натомість злазить старий покрив, а під ним наростає новий. За теорією Руе, подібним чином можна нашарувати лотосоподібний матеріал, який у разі пошкодження злущуватиметься, а під ним з’являтиметься чиста нова поверхня.
Штучні лотосоподібні матеріали належать до класу нанотрав — так їх називають тому, що під електронним мікроскопом вони нагадують газон. У нанотрави Руе водовідштовхувальні «ворсинки» кріпляться до тонких листів силікону. Науковець ставив перед собою завдання створити матеріал із нашарування таких листів, у якому сильно пошкоджений поверхневий лист замінявся б автоматично.
Для цього він склеїв шари речовиною, яка розчиняється у воді. За його задумом, коли верхній шар зношується, волога починає потрапляти через нього на наступний і клей починає розчинятися. Коли пошкодження незначне, клею нічого не буде. Але за певного масштабу зношення він розчиниться настільки, що верхній шар нанотрави відлущиться, а з-під нього з’явиться наступний.
Руе випробував свою ідею з належним клеєм (спеціальним водорозчинним полімером) і з’ясував, що принцип діє. Коли він розколупав верхній шар скальпелем і намочив його, той справді відклеївся і злущився. Звісно, таке самовідновлення не вічне, адже врешті шари вичерпаються. Але якщо цю ідею можна втілити у промисловій практиці, то самоочисні поверхні тривалого використання можуть нарешті стати звичним явищем.
© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved
Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com