Schema schematico della fabbricazione della struttura a forma di fungo. Attestazione:KAIST
Un gruppo di ricerca congiunto guidato dal professor Hee Tak Kim e Shin-Hyun Kim nel Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare del KAIST ha sviluppato una tecnologia di fabbricazione in grado di produrre superfici in grado di respingere i liquidi, compreso acqua e olio.
Il team ha utilizzato la fotofluidizzazione di polimeri contenenti molecole di azobenzene per generare una superficie superomnifobica che può essere applicata per lo sviluppo di tessuti antimacchia, tubi medici non biofouling, e superfici prive di corrosione.
Texture superficiali a forma di fungo, chiamate anche strutture doppiamente rientranti, sono noti per essere la struttura superficiale più efficace che migliora la resistenza contro l'invasione di liquidi, esibendo così proprietà superonnifobiche superiori.
Però, le procedure esistenti per la loro fabbricazione sono molto delicate, richiede tempo, e costoso. Inoltre, i materiali necessari per la fabbricazione sono limitati a un wafer di silicio inflessibile e costoso, che limita l'uso pratico della superficie.
Per superare tali limiti, il team di ricerca ha utilizzato un approccio diverso per fabbricare le strutture rientranti chiamate fotofludizzazione localizzata utilizzando il peculiare fenomeno ottico dei polimeri contenenti molecole di azobenzene (denominati azopolimeri). È un fenomeno in cui un azopolimero si fluidifica sotto irraggiamento, e la fluidificazione avviene localmente all'interno del sottile strato superficiale dell'azopolimero.
Immagine SEM della struttura a forma di fungo. Attestazione:KAIST
Con questo nuovo approccio, il team ha facilitato la fotofluidizzazione localizzata nello strato superficiale superiore dei perni cilindrici in azopolimero, riconfigurando con successo i montanti cilindrici in una geometria doppiamente rientrante mentre la superficie superiore sottile fluidizzata di un azopolimero scorre verso il basso.
La struttura sviluppata dal team mostra una proprietà superonnifobica superiore anche per i liquidi che si infiltrano immediatamente in superficie.
Inoltre, la proprietà superomnifobica può essere mantenuta su una superficie bersaglio curva perché i suoi materiali superficiali sono basati su molecole elevate.
Per di più, la procedura di fabbricazione della struttura è altamente riproducibile e scalabile, fornendo un percorso pratico per creare robuste superfici onnifobiche.
Immagine della proprietà superonnifobica di diversi tipi di liquidi. Attestazione:KAIST
Il professor Hee Tak Kim ha detto:"Non solo la nuova tecnologia di fotofluidizzazione in questo studio produce superfici superomnifobiche superiori, ma possiede anche molti vantaggi pratici in termini di procedure di fabbricazione e flessibilità dei materiali; perciò, potrebbe contribuire notevolmente a usi reali in diverse applicazioni."
Il professor Shin-Hyun Kim ha aggiunto, "La geometria doppiamente rientrante progettata in questo studio è stata ispirata dalla struttura della pelle dei collemboli, insetti che vivono nel terreno e respirano attraverso la pelle. Mentre svolgevo questa ricerca, Ancora una volta mi sono reso conto che gli esseri umani possono imparare dalla natura per creare nuovi progetti ingegneristici".
Il documento (Jaeho Choi come primo autore) è stato pubblicato in ACS Nano , una rivista internazionale per le nanotecnologie, in agosto.
