ساخت کفش‌های ضد لغزش با الهام از انگشتان مارمولک
دانش
بزرگنمايي:
راه ترقی - ایسنا /مارمولک‌های گکو می‌توانند روی سطوح خیس بچسبند، نه به این دلیل که انگشتانشان آب را دفع می‌کند، بلکه به این دلیل که آب را جذب می‌کنند. پلیمر جدیدی که در ساخت آن از این پدیده الهام گرفته شده است، می‌تواند در زیره کفش افراد مورد استفاده قرار بگیرد و از سُر خوردن آنها روی یخ جلوگیری کند.
دلیل اصلی لغزنده بودن یخ این است که حتی در دماهای زیر انجماد، لایه بسیار نازکی از آب مایع روی سطح آن قرار دارد.
به نقل از نیواطلس، این لایه نازک از آن جهت شکل می‌گیرد که مولکول‌های آب در سطح یک بلوک یخ توسط هیچ مولکولی در بالای خود ثابت نمی‌شوند. در مقابل، مولکول‌های درون بلوک جامد توسط مولکول‌های دیگری که در بالا، پایین و همه طرف‌های آنها قرار گرفته‌اند، سر جای خود محکم می‌شوند.
علاوه بر این، فشاری که پاهای ما روی یخ وارد می‌کنند، دمای ذوب آن را کاهش می‌دهد، به علاوه اصطکاکی که هنگام چرخاندن پا روی یخ ایجاد می‌کنیم، گرمایی تولید می‌کند که ممکن است آن را تا حدی ذوب کند.
اکثر مواد ضد لغزش زیره کفش سعی دارند این مشکل را با دفع آب مایع برطرف کنند. با این حال، پلیمر جدید آزمایشی که از انگشتان پای گکو در ساخت آنها الهام گرفته شده است، از این روش استفاده نمی‌کند.
هر یک از بالشتک‌های انگشتان مارمولک از ردیف‌هایی از ساختارهای ریز شبیه به مو به نام مژکچه، تشکیل شده است. شیارهای باریک بین این ردیف‌ها به طور طبیعی از طریق عمل مویرگی آب مایع را جذب می‌کنند. این فرآیند باعث ایجاد مکش می‌شود. بنابراین، هنگامی که خزنده روی یک سطح جامد پوشیده شده توسط یک لایه آب راه می‌رود، انگشتان پا در واقع به سمت سطح زیرین مکیده می‌شوند.
یک گروه بین‌المللی از دانشمندان با ترکیب لاستیک سیلیکونی با نانوذرات سرامیک آبدوست به نام زیرکونیا، این پدیده را در یک پلیمر ساخت بشر شبیه‌سازی کردند. این پلیمر به شکل یک ورقه نازک در آمد که سپس با یک الگوی شیاردار با لیزر تکمیل شد.
هنگامی که آن ورق بر روی بخش‌هایی از یخ مرطوب فشار داده شد، نانوذرات آب مایع را به سمت شیارها کشید و مکشی ایجاد کرد که ماده را در عرض تنها 1.5 میلی‌ثانیه در تماس با یخ جامد زیرین قرار می‌داد.
پس از آزمایش با تعدادی از فرمول‌ها، مشخص شد که پلیمر زمانی که حاوی تنها سه تا پنج درصد نانوذرات زیرکونیا باشد، بیشترین مقاومت را در برابر لغزش دارد. در حال حاضر هیچ صحبتی در مورد اینکه این محصول چه زمانی ممکن است به تولید تجاری برسد، وجود ندارد.
-
دوشنبه ۱۵ بهمن ۱۴۰۳ - ۱۱:۲۶:۰۷
-
۲۳ بازديد
-
-
راه ترقی
لینک کوتاه:
https://www.rahetaraghi.ir/Fa/News/1024863/