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从白蚁翅膀上获得灵感日本发明从雾中收集水分的新薄膜

2019-10-03 10:43:17  阅读:2645 作者:责任编辑。王凤仪0768

记者 | 徐宁

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在自然界中,许多植物和昆虫都有着结构特别的外表。有一种生活在澳大利亚的白蚁,为防止天敌,它们常常会在旱季飞翔。

这首要得益于它们翼翅上的精密特别结构。这种结构被称为“两层湿润性”,能最大极限地削减翅膀与水滴间的相互作用,在雨天也能有效地协助白蚁操控飞翔。

日本龙谷大学等组织研讨人员由此发生创意,发明晰一种新薄膜。它有望用于开发外表自净资料,不需要人工清洁就可坚持物体外表洁净;或用于从雾气中搜集水分。

8月6日,英国《化学通讯》(Chemical Communications)杂志刊登了这一研讨成果。

显微镜下澳大利亚白蚁的翼翅外表。图片来历:日本龙谷大学

研讨论文显现,白蚁的翼翅外表覆盖着两种大小不一的突起,一种是长约50μm、宽约1μm的毛状突起,另一种是高约5-6μm的星状突起。

这些毛状突起可排挤大水滴,维护翼膜不受影响。星状突起则可在翼膜外表吸附细小雾滴,雾滴构成水滴后,再将水滴弹掉。

为模仿白蚁翼膜的这种外表结构。研讨人员用光诱导晶体生长技能将两种二芳基乙烯分子混合起来,制作了一种结晶薄膜。

二芳基乙烯衍分子是闻名的光致变色化合物,其光致变色功能,好像分异构体的热稳定性,甚至在结晶状态下也具有较高的光活性,在光致变色资猜中具有优异的功能。

图1,经紫外线照耀后,两种二芳基乙烯的微晶外表构成两种不同的针状晶体。图片来历:日本龙谷大学

研讨人员观察到,两种二芳基乙烯的微晶外表经紫外线照耀后,会有两种不同尺度的针状晶体生长。如图1所示,当紫外线照耀到1o的微晶膜后,会构成尺度较大的1c针状晶体,这种晶状体具有排水性。

但在2o的微晶膜上继续地进行紫外线照耀,当温度抵达30℃时,微晶膜构成了尺度较小的2c晶体。这种晶状体可以捕捉雾状水滴,等雾状水滴聚集变大后,又可将其反弹掉。

图2,两种及混合物二芳基乙烯微晶外表受水滴测验。图片来历:日本龙谷大学

最终,研讨人员制作了由这两种二芳基乙烯混合物组成的微晶薄膜。他们观察到,这种薄膜和白蚁翅膀相似,它既能捕获雾状水滴又能排挤雨状水滴。

研讨人员称,这一微晶薄膜可以吸附自然界中雾滴,即直径100μm以下的水滴,并构成更大的水滴供搜集和使用。

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