دکتر کاشانی‌نژاد و همکارانش از دانشگاه گریفیت، گام بلندی در مسیر درک و کنترل برهم‌کنش میان مایع و سطح برداشتند. این یافته‌ها می‌تواند برای توسعه سطوح با ویژگی‌های خاص به کار گرفته شود و در تجهیزاتی نظیر وسایل پزشکی و سطوح خودتمیز شونده استفاده شود.
طراحی برجستگی‌های میکرومقیاسی که ویژگی‌های آبگریزی دارند
در مقاله‌ای که در مجله Advanced Material Interfaces منتشر شده‌است، محققان مرکز میکرو و فناوری‌نانوکوئینزلند گریفیت به بررسی ساختارهای میکرو و نانومقیاس موجود در سطح پرداختند که می‌تواند آب و دیگر سیالات را دفع کند.
محققان نشان دادند که چگونه عواملی مانند شکل، جنس مواد و فاصله این ریزساختارها بر توانایی آن‌ها در مقاومت در برابر خیس شدن یا گسترش مایع تأثیر می‌گذارد.
دکتر نوید کاشانی‌نژاد، یکی از محققان اصلی این مطالعه، گفت: «تحقیقات ما به شکل عمیقی به این سوال می‌پردازد که چرا برخی از سطوح در دفع آب بهتر از سایرین هستند. این یافته‌ها به ما امکان می‌دهد سطحی را طراحی کنیم که بتواند مایعات را دفع یا جذب کند. این سطوح برای کاربردهایی مانند مواد تمیز کننده یا سطوحی که از رسوب جلوگیری می‌کنند، مهم است.»
این تیم روی دو ماده، دی‌اکسید سیلیکون (SiO₂) و کاربید سیلیکون (SiC) متمرکز شده‌است که هر یک خواص بی‌نظیری را ارائه می‌دهند.
در حالی که SiC به دلیل ماهیت آبگریز ذاتی شناخته شده‌است، محققان هندسه کلی را پیدا کردند که نقش مهمی در تأثیرگذاری بر رفتار مایع نسبت به نوع سطح ایفا می‌کند. شکل ویژه درپوش‌دار و فاصله میان این میکروساختارها نقش مهمی در بروز رفتار آبگریزی دارد.
آن‌ها دریافتند که این ساختارهای قارچی شکل که برجستگی درپوش مانند دارند می‌توانند بسته‌های هوا را به دام بیندازند و با این کار باعث افزایش دفع آب و جلوگیری از مرطوب شدن سطح شوند.
این تعادل پیچیده بین خصوصیات مواد و ساختار، چشم‌انداز جدیدی در زمینه طراحی سطوح بسیار کارآمد ارائه می‌دهد.
دکتر کاشانی‌نژاد افزود که پیامدهای این یافته‌ها بسیار گسترده است.
وی گفت: «در فناوری‌های مربوط به محیط‌زیست، سطوح خودتمیزشونده می‌تواند هزینه‌های نگهداری را کاهش داده و عملکرد را در بخش‌هایی مانند پنل‌های خورشیدی و پوشش‌های ضد آب بهبود بخشند. در زمینه زیست‌پزشکی، مواد ضد‌آب مایع می‌توانند به توسعه وسایل پزشکی مقاوم در برابر باکتری‌ها، کمک کنند.»
به گفته دکتر کاشانی‌نژاد این تیم امیدوار است که اکتشاف بیشتر این خصوصیات منجر به کاربردهای پیشرفته‌تر در صنایع متعدد شود.
