Den halaste ytan i världen har skapats: vad ska den vara till för?

Den tekniska utvecklingen består inte alltid av stora upptäckter som förändrar hur vi interagerar med världen. Ofta kan vissa upptäckter verka små vid första anblicken, men de öppnar upp för ett universum av applikationer som verkligen kan vara revolutionerande.

Ett perfekt exempel kan  vara studien av ett team forskare från Aalto University, som genom att analysera samspelet mellan vattendroppar och fasta ytor upptäckte världens halaste yta. Låt oss se vad det handlar om.

Världens halaste yta: hur fungerar den?

Ekaterina Osmekhina/Aalto University

Vatten är ett ämne som påverkar många aspekter av vårt dagliga liv, och inte bara med avseende på överlevnad, näring och hygien. Från transport till optik och andra områden inom tillämpad vetenskap, förståelse av vattendroppars molekylära dynamik är avgörande för att förbättra inhemsk och industriell teknologi. Ur denna princip föddes Aalto universitetet forskning av vätskeliknande ytor, en ny typ av vattenavvisande yta som kan stöta bort vattendroppar.

Det handlar om ytor, vilket man kan läsa i studien, publicerad i Nature Chemistry, sammansatta av ett lager kisel på vilket molekylära lager av SAM, eller Self-Assembled Monolayer, har bundits. De senare är självmonterade monolager sammansatta av molekyler som spontant organiserar sig själva på ett substrat och fungerar som smörjmedel mellan substratet och vattnet. Forskarna upptäckte att ytan inte utsätts för friktion som vi brukar tro, utan tvärtom är det mer halt i två fall när SAM-täckningen på kisel är hög.

• när SAM-täckningen på kisel är hög;
• när SAM-täckningen på kisel är låg.

Faktum är att de skapade världens halaste yta.

Forskning på nanometrisk nivå: forskarnas glädje

Freepik

Enligt studiens huvudförfattar, Sakari Lepikko, är detta första gången som forskare har lyckats skapa molekylärt heterogena ytor genom att agera på ett nanometriskt plan. Genom att arbeta med en viss sorts reaktor kunde teamet kontrollera förhållanden som temperaturer, vattenhalt och mängder kisel som användes. Sakari Lepikko sa också att resultaten

visade större halka när SAM-täckningen var både låg och hög, vilket också är de situationer där ytan är mer homogen. Vid låg täckning är kiselytan den vanligaste komponenten, medan vid hög täckning är SAM den vanligaste. Det var inte intuitivt att även en låg beläggning skulle ge exceptionell halka.

Vad är världens halaste yta till för?

Freepik

Den innovativa tekniken som utvecklats av Lepikko-teamet lovar många tillämpningar. Inom fordonsindustrin, till exempel, skulle världens halaste yta kunna förbättra värmeöverföringen i rör och förhindra att fönster immar. Inom mikrofluidik, ett färskt forskningsfält som handlar om manipulation och transport av mycket små mängder vätska, kan upptäckten leda till utveckling av självrengörande ytor med mera. 

Detta är en forskning som, med Lepikkos ord, involverar många olika tillämpningar, allt från vardag till industriella lösningar. För tillfället är det enda verkliga felet med vätskeliknande ytor, och därmed den halaste ytan i världen, att SAM-beläggningar är tunna och lätt slits ut av fysisk kontakt. Men det är ett nödvändigt första steg i en forskning som efter att ha gjort dessa ytor halare också kommer att kunna göra dem mer hållbara.