泡沫退散- 這種“嗜氣”表面能做到這點
據外媒報導,雖然有些人可能喜歡啤酒上有泡沫,但在許多領域,液體起泡被認為是有問題的。比如在工業生產過程中,不需要的泡沫既會堵塞機器又會佔用原本可以更好利用的空間,或當泡沫在用於細胞生長的生物反應器中形成則可能會破壞或殺死細胞。
現在,由麻省理工學院(MIT)設計的一種新材料可能能夠緩解這樣一個問題。
一般情況下,為了減少泡沫形成,人們會在液體中加入醇類物質。然而,這些化學物質隨後必須被過濾掉,這就增加了成本和復雜性。此外,它們還可能會改變成品的化學成分。
考慮到這些局限性,由Kripa Varanasi教授領導的研究小組首先觀看了一段慢動作視頻,視頻中氣泡從液體中升起,在浸沒的表面上積累並形成泡沫。除此之外,科學家們還注意到,每個氣泡最初會從表面反彈幾次最終又會浮起來並在其周圍固定下來。
這使得研究人員創造了所謂的“嗜氣”表面。就像親水錶面吸引水一樣,嗜氣表面會吸引並擴散氣泡。
據了解,MIT的表面由三層組成,每一層的紋理都比前一層更精細,這種結構被稱為護板,它能讓一層薄薄的空氣保持在表面。因此,當氣泡上升並撞擊表面時,它們很快就會擴散並消散而不是反復反彈。這意味著它們無法在表面積聚,因此形成的泡沫也會很少。
在實驗室測試中,兩張紙被放置在滿是泡沫液體的燒杯中–其中一張紙被塗上了嗜氣表面,另一張則沒有。結果是在未處理的紙上,氣泡的“彈跳時間”是幾百毫秒,而在處理過的紙上這個數字減少到只有幾毫秒。這種差異導致在未處理的材料上形成了一層完整的泡沫,而在嗜氣材料上則幾乎沒有。
據稱,這項技術已經準備好商業化,其幾乎不需要進一步的改進。相關研究報告已發表在《Advanced Materials Interfaces》上。