Инженеры Массачусетского технологического института (США) изготовили новый эластичный материал, покрытый микроскопическими, похожими на волоски структурами. В проекте участвовали помощник профессора Эвелин Ван, аспиранты Янгин Чжу и Рон Сяо и постдок Дион Антау. Эти микроволоски способны отклоняться под действием магнитного поля и формировать пути, по которым течет жидкость.
Материал может даже поднимать воду вверх, противодействуя силе тяжести. Каждый микроволосок изготовлен из никеля, его высота равна 70 мкм, а ширина основания равна 25 мкм (примерно четверть диаметра настоящего волоса). Массив микроволосков размещен на упругой, прозрачной основе из силикона. В экспериментах материал, управляемый магнитным полем, может направлять не только потоки жидкости, но и свет (аналогично тому, как наклон полосок жалюзи регулирует интенсивность света).
Исследователи уверены, что новинка может стать основой гидроизоляционных и антибликовых облицовочных материалов. Такая облицовка может быть размещена на окнах зданий и на лобовых стеклах автомобилей. Также разработка имеет широкие перспективы для использования в лабораториях на чипе, для направления потоков клеток и других биологических материалов. Чтобы изготовить массив микроскопических волосков, ученые сначала создали формы, которые затем покрыли никелем гальваническим способом. Затем формы были удалены, а никелевые волоски внедрили в мягкий прозрачный слой силикона. Исследователи подвергали материал воздействию внешнего магнитного поля, поместив его между двумя большими магнитами. Угол и направление наклона микроволосков зависели от направления силовых линий и мощности магнитного поля.
Как отмечает аспирант Чжу, микроволоски могут наклоняться в любую сторону, следуя за магнитным полем в режиме реального времени. Если водный раствор поместить на материал с помощью шприца, жидкость течет только в том направлении, в котором наклонены микроволоски. Это было даже тогда, когда массив был поставлен вертикально — благодаря силе поверхностного натяжения и наклону микроволосков, жидкость перемещалась вверх, вопреки силе тяжести. Поскольку основа — слой силикона — является прозрачной, массив может также использоваться для управления светом. Исследователи обнаружили, что можно контролировать количество света, проходящего через материал, регулируя угол наклона микроволосков. В принципе, сложные магнитные поля позволяют создавать самые замысловатые узоры наклона волосков. Гибкость основы дает возможность размещать материал на поверхностях со сложным контуром, и даже вплетать его в ткани.
Источник: Инноком
