Hysbyswyd Chwefror 28 o Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina bod Coleg Gwyddorau Peirianneg y brifysgol, yr Athro Hu Yanlei ac ymchwilydd cyswllt Zhang Yachao tîm o labordy micro-nano-beirianneg, dull gwaith ffilm tenau Janus arloesol, modd amddiffyn yn cael ei ystyried ar wahân , trwy ymestyn a rhyddhau deunyddiau meddal i gyflawni microfandyllog hydroffilig - sianel slot o'r amddiffyniad agored a chudd, hy, newid modd gweithio / amddiffyn. Cyhoeddwyd canlyniadau'r ymchwil yn ddiweddar yn Nature Communications.
Mae ffilmiau Janus yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn gwahanu dŵr-olew, casglu niwl dŵr, a chlytiau gwisgadwy gyda'u swyddogaeth cludo dŵr unigryw sy'n canolbwyntio ar drawsbilennau. Mae ymarferoldeb ffilmiau Janus traddodiadol yn deillio o ficrosianelau i'r cyfeiriad trwch wedi'i addasu gyda gorchudd cemegol un ochr, y gellir cludo dŵr yn gyfeiriadol trwyddo o'r ochr hydroffobig i'r ochr hydroffilig. Fodd bynnag, mae traul y cotio cemegol a chlocsio'r microsianeli gan ronynnau llygryddion yn yr awyr yn y cyflwr allfrig wedi byrhau bywyd gwasanaeth ffilmiau Janus yn fawr. Mae gwydnwch ffilmiau Janus yn fater brys y mae angen ei ddatrys yn wyneb cymwysiadau ymarferol cynyddol frys.
Defnyddiodd y tîm ymchwil ysgythriad laser femtosecond i baratoi microsianeli tri dimensiwn yn cynnwys microgrooves tebyg i dellt a micropores ar swbstrad silica wedi'i ymestyn ymlaen llaw, ac addasu'r microgrooves gyda gorchudd hydroffilig, tra bod yr ochr gefn yn dal i gynnal hydroffobigedd cynhenid y gel silica i cyflawni swyddogaeth Janus. Ar ôl rhyddhau'r silicon, mae'r micro-slotiau a'r micro-mandyllau ar gau i amddiffyn y cotio hydroffilig y tu mewn i'r micro-sianeli rhag effeithiau mecanyddol. Mae newid ar-alw y modd ymestyn a'r modd amddiffyn rhyddhau yn rhoi gwydnwch mecanyddol ffilm Janus. Mae'r modd amddiffyn nid yn unig yn gwrthsefyll ffrithiant mecanyddol parhaus, ond mae hefyd yn gweithredu fel modd storio i arafu methiant y cotio hydroffilig, gan wireddu swyddogaeth athreiddedd dŵr un cyfeiriad am gyfnod hir o amser.
Yn ôl yr ymchwilwyr, mae gwydnwch ffilm Janus yn cael ei wella trwy newid yn weithredol i'r modd amddiffyn pan fydd y ffilm yn dod ar draws ffrithiant neu effaith mecanyddol allanol. Yn seiliedig ar y strategaeth "newid modd", defnyddiodd y tîm ymchwil ddull micro-wneuthuriad laser femtosecond i baratoi ffilmiau Janus gwydn. Canfuwyd bod y modd amddiffynnol yn rhoi gwydnwch mecanyddol i ffilm Janus, gan gynnal athreiddedd un cyfeiriadol defnynnau dŵr ar ôl 2,000 gylchredau ffrithiant a 10 diwrnod o amlygiad i aer. Yn ogystal, roedd y modd amddiffyn yn gwrthsefyll profion llym fel rhwbio papur tywod, pwysedd bys, effaith tywod, a phlicio tâp.
Dywed yr ymchwilwyr fod gan eu strategaeth newid modd arfaethedig botensial sylweddol ar gyfer hyrwyddo cymwysiadau ymarferol ffilmiau Janus mewn amrywiaeth o feysydd, gan gynnwys gwahanu a phuro amlgyfnod, trin microhylifol, a chlytiau monitro iechyd gwisgadwy.
