Созданы полимерные частицы, намертво прилипающие к любой поверхности

МОСКВА, 14 окт — РИА Новости. Американские ученые, экспериментируя с жидкими хаотическими системами, получили "сверхлипкие" полимерные частицы, прилипающие практически к любой поверхности не хуже лап геккона. Описание технологии и самого материала приведено в журнале Nature Materials.

Всем известна удивительная способность небольших ящериц — гекконов взбираться по стеклу и другим идеально гладким поверхностям, перемещаться по потолку и удерживать на своих лапках груз до двух килограмм. Это им удается потому, что их лапки покрыты множеством микроскопических волосков, которые сцепляются с поверхностью посредством мощных сил межмолекулярного взаимодействия (ван-дер-ваальсовых сил). Ученые из Университета штата Северная Каролина экспериментировали с жидкими хаотическими системами и сумели получить материал, липкий, словно лапки геккона.

Под хаотическими системами в математике и физике понимают нелинейные динамические системы, поведение которых кажется случайным, например, турбулентные потоки.

Авторы исследования создали условия, при которых из турбулентного потока, содержащего растворенные полимеры, осаждались мягкие микро- и наноразмерные полимерные частицы, обладавшие уникальными адгезионными свойствами. Эти свойства обусловлены крайне необычной разветвленной (дендритной) структурой частиц.

"Мы используем "жидкие" нанотехнологии для преобразования полимеров после их растворения и быстрого смешивания раствора в турбулентном потоке с другой жидкостью в разветвленные и иерархически организованные частицы", — цитирует университетская пресс-служба профессор Орлина Велева, одого из авторов статьи.

Осаждение полимеров в сильно турбулентном потоке приводит к образованию микрочастиц с фрактальным разветвлением и расщеплением волокон на наноуровне. Тончайшие ответвления этих частиц формируют вокруг ядра частицы своеобразную "корону", что и определяет их "сверхлипкость" за счет действия ван-дер-ваальсовых сил. Такие микрочастицы, даже при небольшом добавлении в жидкие материалы существенно повышают их способность к гелеобразованию и адгезионные свойства.

Уникален не только полученный новый материал, но и сама технология его изготовления. Никогда раньше хаотические жидкие турбулентные среды не использовались для получения полимерных материалов с заданной структурой. После соответствующих испытаний такие материалы могут найти широкое применение в производстве гелей, паст, продуктов питания, нетканых материалов, различных покрытий и листовых материалов, в том числе таких уникальных материалов, как водоотталкивающие покрытия, молекулярные каркасы или полимерные пасты для 3D-печати.

Авторы отмечают, что разработанная ими технология является недорогой и весьма эффективной для многих видов полимеров. К тому же процесс достаточно просто реализовать в промышленных масштабах. Последнее немаловажно, так как далеко не все нанотехнологии, разработанные в лабораториях, возможно использовать для получения больших объемов материалов.