Новая бумага, невпитывающая жидкость, придумана исследователями из США

Ученые из Технологического института Джорджии разработали новый вид бумаги, которая отталкивает целый ряд жидкостей, в том числе воду и масло. Характеристики новой бумаги многообещающие, поскольку это доступный и перерабатываемый упаковочный материал, обладающий потенциалом использования в качестве недорогого инструмента медикобиологический диагностики.

С помощью нанесения химического покрытия и создания новых рельефов поверхности в масштабе микронов и нанометров, ученым удалось воссоздать тот же самый эффект отталкивания, которым отличаются листья лотоса, пишет Upakovano.ru. Это позволяет бумаге превратиться из впитывающего материала в материал, который отталкивает все жидкости.

«Бумага является очень неоднородным материалом, который состоит из волокон разных размеров, разной длины и некругового поперечного сечения, — объясняет Деннис Хесс (Dennis Hess), профессор школы химических и биомолекулярных технологий. — Мы уверены, что впервые разработана супер амфифобная поверхность (отталкивающая все жидкости) на таком гибком, традиционном и неоднородном материале, как бумага».

Новая, отталкивающая жидкости бумага придумана учеными из Технологического института Джорджии.

Бумага может производиться из стандартных волокон мягкой и твердой древесины. Ее изготовление состоит из разделения целлюлозы на еще более маленькие структуры с помощью механической дробилки. После этого они прессуются в воде, в случае традиционного метода производства бумаги. После этого вода удаляется, и используется химический реактив бутанол, который препятствует образованию водородных связей у волокон целлюлозы. Это позволяет ученым лучше контролировать образование связей, которое является ключом к получению желаемого эффекта отталкивания.

После этого целлюлозу подвергают воздействию кислородной плазмы, которая удаляет впитывающий материал с поверхности целлюлозы и обнажает второй, более жесткий слой. Именно он обладает необходимыми геометрическими параметрами для отталкивания жидкостей. На завершающей стадии наносится тонкий слой фторполимера (Тефлон).

Поскольку новая бумага отталкивает и воду, и масло, ее можно использовать в качестве недорогого и перерабатываемого упаковочного материала.

Ученые наносили узоры на созданную бумагу с помощью водоотталкивающих красок и настольного принтера. Капли жидкости, которые затем помещались на бумагу, оставались на месте. Их отталкивала та самая поверхность, созданная исследователями. Такие результаты позволяют предположить, что подобную бумагу можно в будущем использовать в качестве инструмента диагностики.

По словам команды исследователей, антигены могут передаваться в жидкой форме по отпечатанным узорам, которые также могут содержать диагностические химикаты. Взаимодействие между диагностическими химикатами и антигенами может сообщать о наличии заболевания. До сих пор новый вид бумаги изготавливался только в качестве образцов длиной не более 10 см. Однако ученые уверены, что масштабы производства могут быть увеличены. Результаты исследования были опубликованы изданием ACS Applied Materials & Interfaces.