Новое исследование раскрывает еще больший потенциал УНТ: в качестве покрытия они могут как отталкивать, так и удерживать воду на месте, что является полезным свойством для таких приложений, как печать, спектроскопия, водный транспорт или уборка поверхностей. Когда вода падает на лес УНТ, УНТ отталкивают воду, и она образует сферу.
Однако при переворачивании капля не падает на землю, а скорее цепляется за поверхность.
«В отличие от супергидрофобных поверхностей, на которых капли легко скатываются при наклоне, леса CNT являются парагидрофобными, когда капли одновременно отталкиваются и притягиваются к поверхности CNT», – объясняет Зию Чжоу, ведущий автор статьи и аспирант лаборатории LAMP. "Это отношения любви и ненависти."
Ключом к такому поведению при смачивании является использование лесов УНТ, которые плотно вертикально упакованы на поверхности, и по своей природе гидрофильная поверхность УНТ. Леса имеют высоту около 100 микрон и настолько густые, что на площади 1 см2 содержится более 100 миллиардов (1011) УНТ.
Некоторое количество воды опускается под углеродные нанотрубки и цепляется за гидрофильный материал, а остальная часть отталкивается в сферу.
Это исследование представляет собой первое наблюдение парагидрофобности лесов УНТ, когда капля может катиться по поверхности, но не падает при переворачивании вверх дном.
Другие поверхности в природе, такие как персиковый пушок или лепестки роз, также демонстрируют это смачивающее поведение, которое может использоваться для транспортировки жидкостей, дизайна покрытия тканей, селективности мембран и даже робототехники для лазания по стенам.
Такое поведение смачивания можно также использовать как способ создания различных конфигураций УНТ.
«Предыдущее исследование показало, что леса CNT нестабильны под воздействием воды, но мы показываем, что капли воды, на самом деле, стабильны в этих густых лесах CNT», – объясняет Пол Леу, доктор философии, доцент кафедры промышленной инженерии в Университете Питтсбурга. Swanson School of Engineering и автор статьи. «Такое смачивание можно использовать для сборки УНТ в плотные вертикальные массивы, поверхностные полосы и другие уникальные формы, которые можно использовать для суперконденсаторов, межсоединений и других приложений."