Ученые научились выращивать "мохнатые" материалы

 

Ученые из Национальной лаборатории Аргонна (Argonne National Laboratory) американского Министерства энергетики разработали технологию, при помощи которой можно вырастить материалы, поверхность которых сплошь покрыта густым лесом микроскопических волосинок. Варьируя некоторые параметры процесса выращивания материала, ученые могут добиться различной густоты создаваемого «микролеса», высоты и толщины получаемых ворсинок, которая может находиться в диапазоне от одного до 100 микрометров.

«Мохнатая» поверхность материала выращивается при помощи полимерного материала, подобного эпоксидной смоле, которая смешивается с отвердителем и специальным растворителем-пластификатором. Но чудо прорастания микроскопического леса начинается в тот момент, когда на этот материал подается переменный высокочастотный электрический потенциал с достаточно большим напряжением. Возникающие при этом электростатические силы моментально начинают вытягивать вверх волоски из не успевшего затвердеть полимерного материала.

Варьируя напряжение электрического потенциала, его частоту и форму импульсов, исследователи могут добиться того, что лес из микроволосков будет принимать совершенно различную форму. При одной комбинации волоски получаются тонкими, гибкими и волнистыми, наподобие волокон шерстяных тканей, а при более жестких условиях прорастает лес из более толстых, прямых и прочных волосков.

Следует отметить, что ученые занимаются подобными исследованиями далеко не ради забавы. Ведь «мохнатые» материалы, которые имеют достаточно большую площадь эффективной поверхности, могут использоваться в самых различных областях. Материалы, покрытые лесом жестких ворсинок, демонстрируют превосходные гидрофобные (водоотталкивающие) способности, а материалы, покрытые очень густым лесом из тонких ворсинок, могут выступать в качестве электродов суперконденсаторов и аккумуляторных батарей большой емкости.