Znanstvenici su pronašli način da silikonske površine same mijenjaju svoju kliznost ovisno o tekućini u kojoj se nalaze – otkriće koje bi moglo promijeniti medicinske uređaje, industrijska maziva i mikrofluidiku.
Istraživačka skupina s Sveučilišta u Newcastleu razvila je postupak kojim se na površini stvaraju iznimno glatki i jednolični slojevi silikona, tzv. polimerne četke. Debljina tih slojeva može se precizno podešavati — od svega nekoliko nanometara do više od 70 nanometara. Rad je objavljen u znanstvenom časopisu Chemistry of Materials.
Silikon je svima poznat iz kuhinje: kao gumenasta, vodoodbojna i skliska obloga koja dugo traje. No na nanorazini, gdje se sve više traže materijali koji smanjuju trenje u medicinskim implantatima i preciznim uređajima, silikon je dosad bio težak za obradu. Polimerne četke od silikona bilo je gotovo nemoguće proizvesti u kontroliranim uvjetima, a njihova svojstva nije bilo lako predvidjeti.
Kako tekućina mijenja površinu
Ključno otkriće tiče se ponašanja tih četki u različitim tekućinama. U vodi i jednostavnim alkoholima polimerni lanci skupljaju se tijesno uz površinu. U tekućinama poput toluena i ugljikovodika — sličnima onima u mazivima — lanci upijaju otapalo i šire se od površine, stvarajući deblji i mekši sloj. Ista površina, dakle, mijenja svoju kliznost i ljepljivost ovisno o tome što je okružuje.
Da bi to potvrdili, istraživači su kombinirali neutronsku reflektometriju na instrumentu Platypus u Australskom centru za neutronsko raspršenje s elipsometrijom i mikroskopijom atomskih sila. Te su metode zajedno pokazale kako četke nastaju, kako im se unutarnja struktura mijenja u različitim tekućinama i kako te promjene utječu na trenje i prianjanje.
„Neutronsko raspršenje bilo je ključno za objašnjenje ovog ponašanja. Neutronska reflektometrija izravno je otkrila kako se nanostruktura polimerne četke mijenja u različitim okruženjima, pružajući nedostajući strukturni uvid potreban za razumijevanje neobičnog odgovora podmazivanja”, rekao je voditelj istraživanja dr. Edwin Johnson.
Prvi autor rada, Zachary Di Pietro, iskoristio je svoju stipendiju za rad na materijalima s ultra-niskim trenjem, uz pristup instrumentima i stručnjacima australskog centra. Ima i poslijediplomsku nagradu AINSE.
Od laboratorija do primjene
Skupina je pokazala i da se takve površine mogu proizvesti u većem mjerilu, što otvara put prema takozvanim preklopivim silikonskim površinama — onima čije se trenje i ljepljivost mogu podešavati promjenom okolne tekućine. Takvi premazi mogli bi poboljšati podmazivanje, industrijske završne obrade, površine otporne na obraštaj, medicinske tehnologije i mikrofluidne uređaje.
No ovdje vrijedi zastati. Istraživanje je provedeno u kontroliranim laboratorijskim uvjetima, a primjena u stvarnom svijetu — u tijelu pacijenta ili u industrijskom postrojenju — zahtijeva dokaze koje ovaj rad još ne donosi. Nema podataka o trajnosti, biokompatibilnosti ni ponašanju tijekom godina uporabe. Nanotehnologija je puna obećanja koja se razbiju na prvom testu izvan laboratorija.
Ovo nije prvi put da se znanost hvasta rješenjima na nanorazini. Slična obećanja davala su i istraživanja samoobnavljajućih premaza i pametnih materijala za implantate, a malo ih je stiglo do tržišta. Razlika je ovdje u tome što su istraživači pokazali mehanizam — ne samo da površina radi, nego zašto radi. To je solidniji temelj.
Ostaje pitanje koje izvor ne postavlja: kome će to znanje koristiti? Ako razvoj pametnih premaza završi u rukama nekoliko velikih korporacija koje drže patente, javno financirana znanost ponovno će nahraniti privatni monopol. Države koje ulažu u ovakva istraživanja morale bi osigurati da rezultati ostanu dostupni domaćoj industriji i zdravstvu, a ne da se licenciraju onima koji će ih naplatiti nekoliko puta skuplje.
Tehnologija je zanimljiva. Pitanje je samo hoće li služiti ljudima ili bilancama.
0 komentara
Još nema komentara. Budite prvi.