Koolstofnanobuisjes (CNT's) zijn waardevol voor een breed scala aan toepassingen. Gemaakt van grafeen platen gerold in buizen 10, 000 keer kleiner dan een mensenhaar, CNT's hebben een uitzonderlijke sterkte-massaverhouding en uitstekende thermische en elektrische eigenschappen. Deze eigenschappen maken ze ideaal voor een scala aan toepassingen, inclusief supercondensatoren, onderling verbonden, lijmen, deeltjesvangst en structurele kleur.

Nieuw onderzoek onthult nog meer potentieel voor CNT's:als coating, ze kunnen zowel water afstoten als op hun plaats houden, een nuttige eigenschap voor toepassingen zoals printen, spectroscopie, watertransport, of oogstoppervlakken. Als er water op een CNT-bos valt, de CNT's stoten het water af, en het vormt een bol. Echter, wanneer omgedraaid, de druppel valt niet op de grond, maar klampt zich vast aan het oppervlak.

"In tegenstelling tot superhydrofobe oppervlakken waar druppels gemakkelijk afrollen wanneer ze worden gekanteld, CNT-bossen zijn parahydrofoob, waar de druppel zowel wordt afgestoten als aangetrokken door het CNT-oppervlak, " legt Ziyu Zhou uit, hoofdauteur van de paper en afgestudeerde student in het LAMP Lab. "Het is een haat-liefdeverhouding."

De sleutel tot dit bevochtigingsgedrag is het gebruik van CNT-bossen die dicht, verticaal gepakt op het oppervlak en het inherent hydrofiele CNT-oppervlak. De bossen zijn ongeveer 100 micron hoog en zo dicht dat er meer dan 100 miljard (10 ¹¹ ) CNT's in 1 cm ² Oppervlakte. Een bepaalde hoeveelheid water zakt onder de koolstofnanobuisjes en klampt zich vast aan het hydrofiele materiaal, terwijl de rest wordt afgestoten tot een bol.

Dit onderzoek vertegenwoordigt de eerste waarneming van parahydrofobiciteit van CNT-bossen, waar de druppel langs het oppervlak kan rollen maar er niet af valt wanneer hij ondersteboven wordt gedraaid. Andere oppervlakken in de natuur zoals perzikdons of rozenblaadjes vertonen dit bevochtigingsgedrag ook, die kunnen worden gebruikt voor vloeistoftransport, stoffen die ontwerp met een laag bedekken, membraanselectiviteit en zelfs muurklimrobots.

Dit bevochtigingsgedrag kan ook worden gebruikt als een manier om CNT's in verschillende arrangementen te construeren.

"Eerder onderzoek toonde aan dat CNT-bossen onstabiel zijn onder toepassing van water, maar we laten zien dat waterdruppels, in feite, stabiel op deze dichte CNT-bossen, " legt Paul Leu uit, doctoraat, universitair hoofddocent industriële techniek aan de Swanson School of Engineering van de Universiteit van Pittsburgh en auteur van het papier. "Dit bevochtigingsgedrag kan worden gebruikt om CNT's samen te stellen in dichte verticale arrays, oppervlakte strepen, en andere unieke vormen die kunnen worden gebruikt voor supercondensatoren, onderling verbonden, en andere toepassingen."