Een gezamenlijk onderzoeksteam onder leiding van professor Hee Tak Kim en Shin-Hyun Kim van de afdeling Chemische en Biomoleculaire Engineering van KAIST heeft een fabricagetechnologie ontwikkeld die goedkoop oppervlakken kan produceren die vloeistoffen kunnen afstoten, inclusief water en olie.

Het team gebruikte de fotofluïdisatie van azobenzeenmolecuul-bevattende polymeren om een ​​superomnifoob oppervlak te genereren dat kan worden toegepast voor het ontwikkelen van vlekvrije stoffen, niet-biofouling medische buizen, en corrosievrije oppervlakken.

Paddestoelvormige oppervlaktestructuren, ook wel dubbel herintredende structuren genoemd, staan ​​bekend als de meest effectieve oppervlaktestructuur die de weerstand tegen het binnendringen van vloeistoffen verbetert, daardoor superieure superomnifobe eigenschappen vertonen.

Echter, de bestaande procedures voor hun fabricage zijn zeer delicaat, tijdrovend, en kostbaar. Bovendien, de materialen die nodig zijn voor de fabricage zijn beperkt tot een inflexibele en dure siliciumwafel, wat het praktische gebruik van het oppervlak beperkt.

Om dergelijke beperkingen te overwinnen, het onderzoeksteam gebruikte een andere benadering om de herintredende structuren te fabriceren, gelokaliseerde fotofludisatie genaamd, door gebruik te maken van het eigenaardige optische fenomeen van azobenzeenmolecuul-bevattende polymeren (aangeduid als azopolymeren). Het is een fenomeen waarbij een azopolymeer onder bestraling vloeibaar wordt, en de fluïdisatie vindt plaatselijk plaats binnen de dunne oppervlaktelaag van het azopolymeer.

Met deze nieuwe benadering het team faciliteerde de gelokaliseerde fotofluïdisatie in de bovenste oppervlaktelaag van azopolymeer cilindrische palen, het succesvol herconfigureren van de cilindrische palen voor dubbel inspringende geometrie terwijl het gefluïdiseerde dunne bovenoppervlak van een azopolymeer naar beneden stroomt.

De structuur die door het team is ontwikkeld, vertoont een superieure superomnifobe eigenschap, zelfs voor vloeistoffen die onmiddellijk in het oppervlak infiltreren.

Bovendien, de superomnifobe eigenschap kan worden gehandhaafd op een gebogen doeloppervlak omdat de oppervlaktematerialen zijn gebaseerd op hoge moleculen.

Verder, de fabricageprocedure van de structuur is zeer reproduceerbaar en schaalbaar, een praktische route naar het creëren van robuuste omnifobe oppervlakken.

Professor Hee Tak Kim zei:"Niet alleen produceert de nieuwe fotofluïdisatietechnologie in deze studie superieure superomnifobe oppervlakken, maar het heeft ook veel praktische voordelen op het gebied van fab-procedures en materiaalflexibiliteit; daarom, het zou enorm kunnen bijdragen aan echt gebruik in diverse toepassingen."

Professor Shin-Hyun Kim voegde toe:"De ontworpen dubbel inspringende geometrie in deze studie is geïnspireerd op de huidstructuur van springstaarten, insecten die in de bodem leven en door hun huid ademen. Toen ik dit onderzoek uitvoerde, Ik realiseerde me opnieuw dat mensen van de natuur kunnen leren om nieuwe technische ontwerpen te maken."

Het artikel (Jaeho Choi als eerste auteur) werd gepubliceerd in ACS Nano , een internationaal tijdschrift voor nanotechnologie, in augustus.