Tutkijoiden kehittämä pinta saa öljypisarat ohjautumaan itsestään
Aallon tutkijat kehittivät uuden tavan käsitellä pintoja niin, että öljypisarat liikkuvat niillä itsestään haluttuun suuntaan vaakatasossa.
Öljypisara siirtyy itsestään putoamiskohdasta haluttuun paikkaan mikrokokoisten viivojen ohjaamana. Videon tekijät: Ville Jokinen, Visa Noronen, Sebastian Röder
Pinnoille tehdään uurteita, jotka ovat kymmenesosan ihmisen hiuksen paksuudesta. Kun öljypisara tippuu pinnalle, pisara liukuu säteittäisten uurteiden määrittämään suuntaan. Pinnan kehittäminen avaa uusia mahdollisuuksia nesteiden siirtämiseen sähköttömästi sekä laitteiden suojaamiseen saastuttavilta öljypisaroilta.
– Me kehitimme pintoja, jotka pystyvät siirtämään öljypisaroita pintajännityksen avulla. Kaikki pisarat, jotka tippuvat minne tahansa pintakuvioinnin alueelle, siirtyvät itsestään hyvin tarkasti kuvioinnin keskelle, kertoo tutkijatohtori Ville Jokinen.
– Vaikka pintojen käsittely on jo mahdollistanut vesipisaroiden hallinnan, öljypisaroiden ohjaaminen on pysynyt haasteena, koska öljyn pintajännitys on niin pieni, selittää tutkijatohtori Xuelin Tian.
Öljypisara siirtyy itsestään putoamiskohdasta haluttuun paikkaan mikrokokoisten viivojen ohjaamana. Kuva: Ville Jokinen / Aalto-yliopisto
Uudet pinnat pystyvät liikuttelemaan myös muita matalan pintajännityksen nesteitä öljyn lisäksi. Niillä liikkuvat niin vesi, viini kuin puhdas etanolikin. Nesteiden liikuttelua haluttuun suuntaan pintajännitysvoimien avulla tapahtuu myös luonnossa. Ilmiö on tuttu esimerkiksi kaktuksen piikeistä ja aavikon kuoriaisista. Tutkijoiden mielessä on useita mahdollisia sovelluskohteita teollisuudessa.
– Ilmiötä voisi hyödyntää muun muassa suojaamaan laitteiden tärkeimpiä ja herkimpiä alueita. Voimme saada esimerkiksi päälle pudonneet haitalliset öljypisarat liikkumaan pois laitteiden tärkeiltä ja herkiltä alueilta. Näin voidaan pitää esimerkiksi mustesuihkutulostuksen laatu korkeampana, sanoo professori Robin Ras.
Artikkeli: Juan Li, Qi Hang Qin, Ali Shah, Robin H. A. Ras, Xuelin Tian, Ville Jokinen: Oil droplet self-transportation on oleophobic surfaces. Science Advances 2016. DOI 10.1126/sciadv.1600148
Linkki artikkeliin (advances.sciencemag.org)
Yhteystiedot:
Tutkijatohtori Ville Jokinen
Aalto-yliopisto
Puh. 040 587 0425
ville.p.jokinen@aalto.fi
Professori Robin Ras
Aalto-yliopisto
Puh. 050 432 6633
robin.ras@aalto.fi
http://physics.aalto.fi/smw