Создана идеально гидрофобная бумага - она не пропускает ни одну жидкость

Ученые из Технологического института Джорджии разработали новый вид бумаги, отталкивающей целый ряд жидкостей, в том числе воду и масло. Такая бумага может стать недорогим и экологически чистым упаковочным материалом, но больше всего ученых радуют ее перспективы в качестве медицинского диагностического средства, сообщает Gizmag.

Добавив слой химического вещества и создав новые «узоры» поверхности (на нано- и микронном уровне), исследователи смогли воспроизвести на бумаге водоотталкивающие свойства листьев лотоса – и бумага перестала впитывать, и стала отталкивать все жидкости.

«Бумага – очень неоднородный материал, он состоит из волокон разной длины и размера, неровных в поперечном сечении. Сверхамфифобная поверхность – та, что отталкивает все жидкости – впервые была создана из бумаги – обычного, гибкого и неоднородного материала», – объясняет Деннис Хесс (Dennis Hess), профессор факультета химических и биомолекулярных технологий.

Новая бумага изготавливается из древесной массы, которая размалывается и смешивается мехническим образом, варится в котле, прессуется и сушится. Потом туда добавляется бутанол, чтобы предотвратить образование водородной связи в волокнах целлюлозы. Так ученые контролируют образование нужного им гидрофобного эффекта.

Потом целлюлоза подвергается травлению кислородной плазмой, благодаря чему убирается верхний, впитывающий слой, и открывается второй, более жесткий уровень материала, геометрическая микроструктура которого позволяет отталкивать жидкость. Наконец, бумагу покрывают тонким слоем фторполимера (тефлона).

Потом ученые, с помощью обычного принтера, напечатали на бумаге узоры из гидрофобных чернил. Капли жидкости оставались на этих узорах; водоотталкивающая поверхность не давала им впитаться. Именно это делает возможным применение такой бумаги в диагностике.

Можно будет разбрызгивать антигены (в жидкой форме) по этим узорам, в которых будут содержаться диагностические химические вещества. Взаимодействие между ними и антигенами будет указывать на присутствие заболевания.

Пока изготовить удалось только небольшие листы (шириной в 10 сантиметров), но исследователи уверены, что технологически будет несложно увеличить масштаб и наладить производство.

Данные исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Новости нанотехнологий и нанобизнеса