Neue "Super-abweisend" Material könnte medizinische Implantate schützen.

Wissenschaftler haben die meisten Antihaft-Oberflächen noch, erstellt mit mikroskopischen flüssigkeitsabweisenden Strukturen statt Kunststoffbeschichtungen wie Teflon.

Diese neue Oberflächen Schutz könnte medizinische Implantate vor klebrige Masse, die auf aufbauen kann und ruinieren die Geräte gefährden Patienten, sagen Forscher.

Natürliche Materialien wie Insektenflügel und Entenfedern sind oft wasserabweisend oder hydrophob. Viele andere Stoffe sind oleophobe, was bedeutet, dass sie Öl abzuwehren. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

Die meisten flüssigkeitsabweisenden Oberflächen verwenden Kunststoffbeschichtungen. Allerdings beeinträchtigen diese bei hohen Temperaturen, die Grenzen ihrer Verwendung.

Nun haben Wissenschaftler eine Möglichkeit, viele verschiedene Materialien Super-abweisend gegen Wasser und Öl zu machen, ohne Beschichtungen entwickelt. Stattdessen wird die Rauheit der Oberfläche der Materialien einfach verändert um zu machen "Superomniphobic."

Die Oberflächenspannung ist, dass die Eigenschaft, die Macht des flüssigen wollen sich Perle fällt. Aber die Oberfläche, der eine Flüssigkeit beruht auf Anziehungskräfte, die dazu führen, die Flüssigkeit dass zu nass oder über die Oberfläche verteilt ausüben kann.

In den letzten 20 Jahren oder so haben Wissenschaftler herausgefunden, dass extrem hydrophoben Objekte wie Lotusblätter, oft in mikroskopischen Unebenheiten bedeckt sind, so dass Tropfen an der Spitze schweben. Die ersten wasserfesten Materialien, in den 1960er Jahren entwickelte berücksichtigte ebenso Konto Oberflächenrauhigkeit.

"In der Regel künstliche Oberflächen wasserabweisend aufgrund der chemischen Zusammensetzung des Materials, aber in unserem Fall der Abstoßung ist fast vollständig durch mechanische Mittel,", sagte Studie Co-Autor Chang-Jin Kim, Maschinenbau-Ingenieur an der University of California, Los Angeles.

Die Forscher begannen mit Kieselsäure und geätzt ein "Nägel" Bettstruktur drauf, mit jeder Messung 20 µm breite Nagelkopf oder etwa ein Fünftel der Breite eines menschlichen Haares. Als nächstes unterbieten sie ihre Nagelköpfe um Überhänge, die ähnlich wie die Fransen der Sonnenschirme, die 1,5 Mikrometer lang und drei Zehntel Mikrometer dick zu erstellen. Kim zuerst gedacht eine Form ähnlich wie diese Struktur vor mehr als 25 Jahren und gewartet hatten seit Mikrobearbeitung Techniken fortgeschritten genug, um tatsächlich sie fabrizieren.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass diese neu entwickelten Oberflächen abgestoßen nicht nur Öl und Wasser, sondern auch fluorierte Lösemittel, die Flüssigkeiten mit dem niedrigsten Oberflächenspannung bekannt sind. Diese Lösungsmittel benetzt vollständig alle anderen bekannten Oberflächen, einschließlich Teflon. Ohne eine Kunststoffbeschichtung, könnte die Super-abweisende Kieselsäure Temperaturen mehr als 1.830 Grad Fahrenheit (1.000 Grad Celsius) standhalten.

Die Forscher fanden ähnliche Ergebnisse, wenn sie diese Strukturen auf ein Metall, Wolfram und einem Kunststoff, Parylene geätzt. "Es spielt keine Rolle, welche Materialien wir verwenden – sie abstoßen Flüssigkeiten genau die gleiche Weise, denn die Abwehr in der Natur, nicht chemische, mechanische" Kim gesagt Leben Wissenschaft.

Die Forscher erwarten, dass diese super-abweisenden Materialien länger im outdoor-Umgebungen und industriellen Umgebungen als traditionelle Super-abweisenden Materialien. "Dies könnte auch biomedizinische Anwendungen haben – Sie werden nicht unerwünschte Stoffe auf Oberflächen nicht mehr im Körper," Kim sagte.

Obwohl die Herstellungsmethoden der Forscher zur Erstellung dieser Strukturen für ihre Experimente recht teuer sind, sagte Kim, die Strukturen mit einfacheren und kostengünstigeren Verfahren Massenware sein können.

Kim und sein Kollege Tingyi Liu detailliert ihre Ergebnisse (Nov. 27) heute online in der Fachzeitschrift Science.

Folgen Sie Live Science @livescience , Facebook & Google + .