Корзина
Интернет магазин брендовых аксессуаров, товаров для авто и гидрофобных средств
+380958314260
+380938505268
+380991404476
+380969276668
Корзина

Эффект лотоса

Многие из нас замечали удивительное свойство некоторых растений не давать намокать своим листьям или цветам. Дождь или роса на них сворачиваются в капли, которые в свою очередь скатываются с поверхностей, или удерживаются на них. Вспомните лепестки роз или настурции, листья капусты или тростника, чашечки тюльпанов, камыш, кактусы и многие-многие другие растения. Такими же свойствами обладают и поверхности крыльев некоторых насекомых, например, бабочек и стрекоз, перья птиц, особенно водоплавающих, шерсть некоторых животных. Эти особенности были давно подмечены людьми, и даже отмечена разная природа поверхностей, которые не смачиваются. В одних случаях, как например, на перьях уток, причиной служит специальная жировая смазка перьевого покрова, в других – мелкая шероховатость поверхности, между выступами которой скапливаются воздушные пузырьки, в третьих – воскообразное природное покрытие поверхности вызывает отталкивание жидкости. 
    
Особенно примечателен в этом отношении почитаемый во многих странах цветок лотоса, которому, как священному цветку, били поклоны не один век на разных континентах.  Кроме естественной красоты, практически все верования отмечали в нем  одно основное свойство, которое привело к превращению лотоса в символ первозданной чистоты, света, совершенства и непорочности. Хотя этот цветок произрастает корнями в иле, преимущественно обитает в грязных и мутных водах болот, его листья и цветок всегда остаются сухими, чистыми без малейших пятен. Именно это поражало как древних людей, так и современников в необычном растении. 

В Древнем Египте лотос был не только символом Солнца, но и творения и перерождения. Он был также знаком верховной власти и его помещали на скипетрах фараонов, на зданиях, гробницах и монетах. 

В Индии его изображали как трон самых важных богов. Лотос был составной частью представлений о мироустройстве для индийцев – они даже Землю мыслили как цветок лотоса, плавающий в Космосе как на поверхности мирового океана. 

Буддисты считали, что лотос – это следы Будды на земле.    
В Китае его называли цветком открытой сердечности. 

Чистота лотоса, сделав растение священным, долгое время не давала покоя ученым и практикам. Только с появлением мощных микроскопов удалось разгадать загадку лотоса и других природных «не любителей воды».

Особая структура лепестков и листьев лотоса вызывает отталкивание воды и самоочищение поверхностей. Собранная в капли вода стекает, при этом она собирает с листа или лепестка пылинки, грязи и все остальное.
С точки зрения биологии значение эффекта состоит в своеобразной защите растений от повреждений разнообразными микроорганизмами, водорослями и грибами. Кроме того, самоочищение возникает в значительно большем действии фотосинтеза самого растения.

Более  наглядно эффект действует для многих насекомых. Своими лапками они не в состоянии достать и очистить все участки крыльев. Поэтому природа обеспечила им такое покрытие, при котором влага и пыль сами стекают с поверхностей, не смачивая их и не загрязняя. Это жизненно необходимо для возможности летать таким насекомым.

Известное с древности явление смогли объяснить не так давно с появлением мощных микроскопов.  

В 1970-х годах два профессора ботаники из университета в Бонне:  В. Бартхлотт и К. Найнюс начали исследовать феномен несмачиваемости и очищения поверхностей в естественной природе. В 1990-х годах этот механизм был назван лотос-эффектом и стал активно исследоваться и воспроизводиться во многих лабораториях мира, что привело к созданию искусственных гидрофобных материалов. 

Механизм действия эффекта состоит в том, что благодаря поверхностному натяжению капля воды или другой жидкости стремится уменьшить свою поверхность, в результате чего она собирается в объём сферической формы. При любом контакте жидкости с исследуемой поверхностью силы сцепления этой поверхности  приводят к ее смачиванию. А вот степень смачивания напрямую зависит от особой индивидуальной структуры поверхности и от характеристик сил натяжения капли жидкости.

В случае лотоса его лепестки оказались покрыты микроскопическими шишковидными бугорками и восковым веществом, вырабатываемым самим растением. 

Химики, технологи и производители материалов называют особые технологии создания гидрофобных покрытий  часто «лотосовыми», от эффекта лотоса.

Впервые такое покрытие было получено в Японии – это была очень тонкая пленка с особыми выступами и периодическими впадинами. При производстве пленки в специальную среду вносят  микрочастицы специальных кремниевых соединений. Таким образом, получилась прочная, стойкая к изнашиванию и прозрачная гидрофобная плёнка, которой можно покрывать  стеклянные, пластиковые, бумажные и другие поверхности. 

В случаи другого метода при производстве материала используют технологию электрохимии. При этом обязательными составляющими в таком производстве есть два вещества - никель и тефлон. Процесс, похожий на никелирование, обеспечивает так называемое якорное закрепление частичек тефлона на поверхности. Таким образом, формируется прочная сетчатая пористая структура из никеля и тефлона.  

Современная  продукция на основе нанотехнологии, которая использует «эффект лотоса» отличается разнообразием и сферами применения. Это и специальные очистительные или же полировочные спреи и аэрозоли для разнообразных материалов, самоочищающиеся стекла, плащи и другая водозащитная одежда и обувь, архитектурные покрытия для самоочистки фасадов, материалы для медицинских инструментов и поверхностей, средства для специального профессионального ухода за волосами с приданием волосам  особой гладкости, послушания и блеска и многое-многое другое. Автомобильная промышленность, строительство, биомедицина, космически-ракетные конструкции, посуда и косметика – везде уже используются гидрофобные материалы.  

Научные разработки и практические исследования современности позволили создать технологии производства особых пористых покрытий, пропитанных специальными составами, которые получили название панафобов – от английского – боязнь всего.  Эти материалы отталкивают от себя все жидкости, пыль нефть и любые растворы.  

Такие покрытия важны для использования в нефтепроводах, газопроводах и  водопроводах. Они используются как антиобледенительные покрытия для самолетов, вертолетов и других приборов, которые призваны работать при низких температурах. Важно применение таких покрытий для для глубоководных установок. Большое преимущество подобных покрытий – оптическая прозрачность и самоочищение – делает их незаменимыми для производства солнечных батарей, всевозможных сенсорных датчиков, высокоточных линз, аппаратов ночного видения и других. 

Важный аспект несмачиваемости различными биологическими жидкостями (кровь, лимфа и другие) специальных поверхностей незаменим в санитарии и хирургической медицине.

Уникальное свойство природы к самоочищению, названное эффектом лотоса, нашло применение в жизни и практике после расшифровки процесса явления на микроскопическом уровне. 

Интернет магазин http://shokeru.in.ua

Другие статьи