Наночастицы меняют угол смачивания жидкости в электрическом поле

Угол смачивания капли жидкости, содержащей наночастицы, меняется под воздействием электрического поля (иллюстрация Theodorian Borca-Tasciuc).

Исследователи из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI) во главе с профессором Теодорианом Борка-Тасчиуком (Theodorian Borca-Tasçiuc) показали, что жидкости, содержащие в своём составе наночастицы, при приложении электрического поля меняют угол смачивания и при этом остаются стабильными.

Борка-Тасчиук и его команда поместили на кремниевую подложку, покрытую слоем диоксида кремния и тефлона, каплю водной суспензии (деионизированная вода) наночастиц теллурида висмута (средний диаметр — 3 нанометра, покрыты тиогликолевой кислотой).

Затем к капле было приложено электрическое поле. Как и положено (эффект электросмачивания на диэлектрической подложке), жидкость изменила угол смачивания со 110 до 84 градусов (в промежутке 0-60 вольт).

Схематическое изображение проведённого опыта (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Учёные провели тот же самый эксперимент с водными (также в деионизированной воде) растворами тиогликолевой кислоты и Na2SO4. Тогда угол смачивания уменьшился на 7 и 17 градусов соответственно.

Кроме того, оказалось, что в случае с наночастицами угол смачивания более стабилен (не происходит образование пузырьков на линии контакта), и в протестированном промежутке напряжений не происходит своего рода «насыщения угла смачивания» (явления, когда дальнейший рост приложенного напряжения даёт всё меньший и меньший эффект).

«Используя поле такого же напряжения, мы получаем больший эффект именно благодаря внедрению наночастиц», — говорит в пресс-релизе университета Теодориан.

Полученные фотографии капель: капля деионизированной воды, содержащая наночастицы Bi2Te3 при напряжении 0 вольт (a) и 64,5 вольта (b) в сравнении с 0,01 молярным раствором Na2SO4 в деионизированной воде при напряжении 0 вольт (c) и 40 вольт (d) (иллюстрация Rensselaer Polytechnic Institute).

Данное открытие поможет в создании новых типов миниатюрных линз для фото и видеокамер, дисплеев сотовых телефонов и прочих устройств, использующих свойства жидкостей в микромасштабе (например MEMS — микроэлектромеханических систем). Пригодится оно, вероятно, и для охлаждения компьютерных чипов без использования насосов.

Статья авторов опубликована в журнале Nanotechnology в открытом доступе.

Узнайте также о том, как магнитное поле поменяло цвет нанораствора. Ещё почитайте о том, как учёные создали жидкое зеркало из наночастиц для Луны и первое в мире суперолеофобное покрытие.



Мириады наноантенн переправят в сеть ночной жар Земли

11 февраля 2008

Австралийские учёные открыли простой способ получения графена

4 февраля 2008

Весь текст Библии поместился на половине квадратного миллиметра

27 декабря 2007

Британцы намерены выпускать бронежилеты из нанотрубок

23 октября 2007

Учёные построили нанорадиоприёмник

19 октября 2007