ساخت فناوری‌های خودتمیزکننده با الهام از بال حشرات

بسیاری از موجودات زنده، از جمله زنجره، گکو و گیاهانی مانند لاله مردابی، سطح مومی‌شکل و آب‌گریزی را ایجاد کرده‌اند که در نتیجه افتادن شبنم صبحگاهی، قطرات کاملا گردی را تشکیل می‌دهد. اکنون گروهی از پژوهشگران دانشکده مهندسی «دانشگاه ادینبرو»(University of Edinburgh)، مکانیسم‌های دقیقی را آشکار کرده‌اند که این قطرات به واسطه آنها به هم می‌رسند، از بال‌های حشرات و سطوح گیاهان می‌پرند، روی آنها غلت می‌زنند و آلاینده‌های کوچک را با خود می‌برند.

پژوهشگران می‌گویند که از روش‌های مشابه این مکانیسم‌ها می‌توان برای بهبود طراحی و عملکرد دستگاه‌های خودتمیزکننده از جمله پوشش‌های روی پنل‌های خورشیدی، شیشه‌های جلو خودرو و حسگرهای زیستی استفاده کرد.

این گروه پژوهشی، نحوه عملکرد مکانیسم خودتمیزشوندگی روی بال‌های زنجره را بررسی کردند. آنها با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای که توسط ابررایانه «آرچر2»(ARCHER2) انجام شد، دریافتند که آلاینده‌ها را می‌توان به دو روش حذف کرد. این روش‌ها به نیروی جاذبه در بازی بین قطرات آب، آلاینده و مولکول‌های روی سطح بال‌های حشره بستگی دارند.

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که وقتی نیروی قطره آب بیشتر از نیرویی است که آلاینده را به سطح می‌چسباند، آلاینده توسط قطره جذب می‌شود و سپس از روی بال‌های زنجره می‌غلتد یا می‌پرد. در موارد دیگر، نیروهای بالابر ناشی از ادغام تعداد زیادی از قطرات، آلاینده‌ها را به شکل یک قطره‌ مسحورکننده از بال‌ها بیرون می‌اندازند.

دکتر «سریهری پروماناتک»(Sreehari Perumanathk)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما اکنون درک بهتری از این موضوع داریم که بدون استفاده از منبع تغذیه، چگونه سطوح را می‌توان ضدعفونی کرد. این کار، دامنه گسترده‌ای را برای پژوهش‌های آینده و توسعه آزمایش‌های جدید برای سطوح خودتمیزکننده دارد.

دکتر «متیو بورگ»(Matthew Borg)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این پژوهش، پارامترهای حیاتی مورد نیاز را برای حذف موثر آلاینده‌ها از سطوح نشان می‌دهد و روزنه‌های جدیدی را برای بهره‌برداری از مونتاژ دقیق تجهیزات الکترونیکی و حسگرهای زیستی آینده باز می‌کند.

این پژوهش، در مجله «Nano Letters» به چاپ رسید.