Tiontaíonn sciath nua gnáthghloine ina sárghlas

Déanann sciath nua trédhearcach, bith-spíonta gnáthghloine diana, féin-ghlanadh, agus thar a bheith sleamhain, thuairiscigh foireann ó Institiúid Wyss um Innealtóireacht Spreagtha go Bitheolaíoch in Ollscoil Harvard agus Scoil Innealtóireachta agus Eolaíochtaí Feidhmeacha Harvard (SEAS) ar líne in eagrán 31 Iúil. Cumarsáid Dúlra.


D’fhéadfaí an sciath nua a úsáid chun lionsaí marthanacha, frithsheasmhach ó scratch a chruthú le haghaidh spéaclaí, fuinneoga féin-ghlantacháin, painéil ghréine fheabhsaithe, agus gairis dhiagnóiseach leighis nua, a dúirt an príomh-imscrúdaitheoir Joanna Aizenberg, Ph.D., atá ina Ball Lárnach Dáimhe ag Institiúid Wyss, Amy Smith Berylson Ollamh le hEolaíocht Ábhar ag SEAS, agus Ollamh le Ceimic agus Bitheolaíocht Cheimiceach.


Déanann sciath nua trédhearcach gnáth-ghloine diana, ultrafhuaime agus féin-ghlanadh. Tá an sciath bunaithe ar SLIPS - an tsubstaint shintéiseach is sleamhain ar domhan. Anseo, déanann braoinín de ochtán daite coirníní a rolladh suas agus a rolladh amach go tapa leis an sciath nua.

Tógann an sciath nua ar theicneolaíocht a bhuaigh duaiseanna a ndearna Aizenberg agus a foireann ceannródaíocht ar a dtugtar Dromchlaí Porous Sleamhnaithe Leachtacha-Inslithe (SLIPS) - an dromchla sintéiseach is sleamhain ar a dtugtar. Tá an sciath nua chomh sleamhain, ach i bhfad níos marthanaí agus níos trédhearcaí. Réitíonn na dul chun cinn seo dúshláin le fada an lá maidir le hábhair atá úsáideach go tráchtála a chruthú a dhéanann beagnach gach rud a aischur.

Bhí SLIPS spreagtha ag straitéis slick an ghléasra pitcher carnivorous, a tharraingíonn feithidí ar dhromchla ultrafhuaime a dhuilleoga, áit a sleamhnaíonn siad go dtí a doom. Murab ionann agus ábhair athdhíola uisce níos luaithe, déanann SLIPS ola agus leachtanna greamaitheacha cosúil le mil a athchur, agus seasann sé le foirmiú oighir agus bithbhreitheanna baictéaracha freisin.

Cé gur dul chun cinn tábhachtach é SLIPS, ba “cruthúnas prionsabail” é freisin - an chéad chéim i dtreo teicneolaíochta atá luachmhar ó thaobh na tráchtála de, a dúirt an príomhúdar Nicolas Vogel, Ph.D., comhalta iardhochtúireachta san fhisic fheidhmeach ag Harvard SEAS.




“Déanann SLIPS leachtanna olacha agus uiscí a aischur ach tá sé costasach iad a dhéanamh agus níl siad trédhearcach,” a dúirt Vogel.

Ní mór na bunábhair SLIPS a cheangal ar bhealach éigin leis na dromchlaí atá ann cheana féin, rud nach mbíonn furasta go minic.

“Bheadh ​​sé níos éasca an dromchla atá ann a thógáil agus é a chóireáil ar bhealach áirithe chun é a dhéanamh sleamhain,” a mhínigh Vogel.

Bhí Vogel, Aizenberg, agus a gcomhghleacaithe ag iarraidh sciath a fhorbairt a chuirfidh é seo i gcrích agus a oibríonn mar a dhéanann SLIPS. Ligeann sraith tanaí bealaithe leachtach SLIPS do leachtanna sreabhadh go héasca thar an dromchla, mar a chuidíonn sraith tanaí uisce i rinc oighir le scátálaí oighir gliú.


Chun sciath cosúil le SLIPS a chruthú, corraíonn na taighdeoirí bailiúchán de cháithníní sféarúla bídeacha de pholaistiréin, príomh-chomhábhar Styrofoam, ar dhromchla gloine cothrom, cosúil le bailiúchán liathróidí Ping-Pong. Doirt siad gloine leachtach orthu go dtí go mbeidh na liathróidí níos mó ná a leath curtha i ngloine. Tar éis don ghloine soladú, déanann siad na coirníní a dhó, ag fágáil líonra cráitéir atá cosúil le cíor mheala. Ansin cótaíonn siad an lus meala sin leis an bealaidh leachtach céanna a úsáidtear i SLIPS chun sciath diana ach sleamhain a chruthú.

“Is é struchtúr na meala a thugann an chobhsaíocht mheicniúil don sciath nua,” a dúirt Aizenberg.

Trí leithead na gcealla meala a choigeartú chun iad a dhéanamh i bhfad níos lú ar trastomhas ná tonnfhad an tsolais infheicthe, choinnigh na taighdeoirí an sciath ó solas a léiriú. Rinne sé seo sleamhnán gloine leis an sciath go hiomlán trédhearcach.

Rinne na sleamhnáin ghloine brataithe seo leachtanna éagsúla a athchur, díreach mar a dhéanann SLIPS, lena n-áirítear uisce, ochtán, fíon, ola olóige, agus citeal. Agus, cosúil le SLIPS, laghdaigh an sciath greamaitheacht oighir le sleamhnán gloine 99 faoin gcéad. Tá sé tábhachtach ábhair a choinneáil saor ó sioc toisc go bhféadfadh oighear greamaithe línte cumhachta a laghdú, éifeachtúlacht fuinnimh na gcóras fuaraithe a laghdú, moill a chur ar eitleáin, agus foirgnimh a chur ag titim as a chéile.


Rud atá tábhachtach, tugann stiall mheala an sciath SLIPS ar na sleamhnáin ghloine stóinseacht mheicniúil gan chomhoiriúnú. Sheas sé damáiste agus d'fhan sé sleamhain tar éis cóireálacha éagsúla a fhéadann gnáthdhromchlaí gloine agus ábhair eile a bhfuil tóir orthu le leacht a scríobadh agus a chur i mbaol, lena n-áirítear teagmháil, feannadh píosa téipe, agus cuimilt le fíochán.

“Leagamar sprioc dhúshlánach dúinn féin: sciath ildánach a dhearadh atá chomh maith le SLIPS ach atá i bhfad níos éasca a chur i bhfeidhm, trédhearcach agus i bhfad níos déine - agus sin an rud a bhainistíomar,” a dúirt Aizenberg.

Tá an fhoireann anois ag maíomh as a modh chun píosaí cuartha gloine a chóta níos fearr chomh maith le plaistigh shoiléire mar Plexiglas, agus an modh a oiriúnú do dhéine na déantúsaíochta.

“Nochtann sciath SLIPS nua Joanna an chumhacht a bhaineann le ceannaireacht Nature a leanúint maidir le teicneolaíochtaí nua a fhorbairt,” a dúirt Don Ingber, M.D., Ph.D., Stiúrthóir Bunaitheach Institiúid Wyss. “Táimid ar bís faoin raon feidhmchlár a d’fhéadfadh an sciath nuálach seo a úsáid.' Is é Ingber freisin Ollamh Judah Folkman ar Bhitheolaíocht Soithíocha i Scoil Leighis Harvard agus Ospidéal Leanaí Boston, agus Ollamh le Bithinnealtóireacht ag Harvard SEAS.

TríInstitiúid WYSS