Как правило, объекты способные впитывать или привлекать воду имеют ряд микроскопических внешних атрибутов способствующих этому. Например, на теле гекконов расположено огромное количество мелких ворсинок, которые способны отталкивать воду, а у специально обработанного хлопка есть множество пор, которые необходимы для впитывания влаги из воздуха. Подобные кардинально разные особенности можно совместить и использовать только какое-то конкретное приспособление необходимое в определенный момент.
Команда из Университета Цюриха создала новый материал, который и способен использовать оба приспособления, но только при помощи электрических импульсов. Чтобы удержать влагу, материал будет использовать статическое трение молекулярных поверхностей (аналогично порам хлопка), а чтобы не дать воде «прилипнуть» уровень электричества будет снижаться.
Чтобы изменить количество «прилипшей» воды, ученые изготовили наноразмерную сетку из однослойного нитрида бора (иначе, белого графена), для получения гребней с глубиной 0,1 нм и расстоянием между каждым до 3,2 нм, белый графен выращивался на пластинке родия. Благодаря такой структуре материал сначала набирает в себя очень много влаги при повышении электрического заряда, а потом уже поверхностное натяжение становится настолько сильным, что его очень сложно сохранить и капли теряют сцепление.
Это получается потому, что применение электрического тока провоцирует накопление водорода между нитридами бора и слоем родия, он в некотором смысле выравнивает поверхность, скрывая стенки сетки, которые не давали воде вытечь. Для наблюдения столь интересного процесса ученые использовали туннельный электронный микроскоп.
«Понимать и контролировать взаимодействие между макро-и нано-миром вполне реальная задача в области нанонауки», — сказал профессор Урс Гребер из Цюрихского университета: «Наша модель системы электрически переключаемой наноструктуры и наблюдаемый контакт, позволяют нам получить доступ к фундаментальным явлением трения жидкостей на поверхностях. Это должно помочь нам решить проблемы, которые возникают во время смазки, например».
Исследователи надеются использовать полученные знания в биологии, где подобный эффект должен обеспечить более простое управление и обработку клеток, а также поспособствовать в создании новых многоклеточных организмов. Также они надеются на применение нового материала в наноконструкциях, таких как небольшие наносы и трубки.
