Создана идеально гидрофобная бумага, отталкивающая воду и масло
Ученые из Технологического института Джорджии разработали новый вид бумаги, отталкивающей целый ряд жидкостей, в том числе воду и масло. Такая бумага может стать недорогим и экологически чистым упаковочным материалом, но больше всего ученых радуют ее перспективы в качестве медицинского диагностического средства, сообщает Gizmag.
Добавив слой химического вещества и создав новые «узоры» поверхности (на нано- и микронном уровне), исследователи смогли воспроизвести на бумаге водоотталкивающие свойства листьев лотоса – и бумага перестала впитывать, и стала отталкивать все жидкости.
«Бумага – очень неоднородный материал, он состоит из волокон разной длины и размера, неровных в поперечном сечении. Сверхамфифобная поверхность – та, что отталкивает все жидкости – впервые была создана из бумаги – обычного, гибкого и неоднородного материала», – объясняет Деннис Хесс (Dennis Hess), профессор факультета химических и биомолекулярных технологий.
Новая бумага изготавливается из древесной массы, которая размалывается и смешивается мехническим образом, варится в котле, прессуется и сушится. Потом туда добавляется бутанол, чтобы предотвратить образование водородной связи в волокнах целлюлозы. Так ученые контролируют образование нужного им гидрофобного эффекта.
Потом целлюлоза подвергается травлению кислородной плазмой, благодаря чему убирается верхний, впитывающий слой, и открывается второй, более жесткий уровень материала, геометрическая микроструктура которого позволяет отталкивать жидкость. Наконец, бумагу покрывают тонким слоем фторполимера (тефлона).
Потом ученые, с помощью обычного принтера, напечатали на бумаге узоры из гидрофобных чернил. Капли жидкости оставались на этих узорах; водоотталкивающая поверхность не давала им впитаться. Именно это делает возможным применение такой бумаги в диагностике.
Можно будет разбрызгивать антигены (в жидкой форме) по этим узорам, в которых будут содержаться диагностические химические вещества. Взаимодействие между ними и антигенами будет указывать на присутствие заболевания.
Пока изготовить удалось только небольшие листы (шириной в 10 сантиметров), но исследователи уверены, что технологически будет несложно увеличить масштаб и наладить производство.
Данные исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
