Wordt ramen lappen en ruitenwissers op de auto iets van het verleden? Met een nieuw materiaal, geïnspireerd op de vleesetende bekerplant, lijkt het er veel op. Er er zijn nog meer onverwachte voordelen…
Bekerplant ontwikkelt gladste biologische oppervlak ooit
Er is veel voor nodig om een insect als een mier aan het glibberen te krijgen. Het beestje beschikt over minuscule haartjes aan zijn poten, bovendien nog uitgerust met kleefkrachtige olie. Toch lukt het de vleesetende plant probleemloos. Geen insect, spin of zelfs kikker ontsnapt aan de dodelijke beker waarin de prooien worden omgezet in voedingszouten voor de plant. Het al langer bekende (en toegepaste) lotuseffect houdt de waterplant droog doordat kleine uitsteekseltjes waterdruppels op een afstand houden, maar werkt niet in extreme omstandigheden.
Bekerplanten, de diverse Nepenthes soorten, gebruiken een fundamenteel andere techniek. De plant kapselt een waterlaagje in, waardoor er een glad laagje op de top ontstaat. De vloeistof zelf wordt hiermee de afstotende laag.
Onderzoekers kijken kunstje af van bekerplant
Dit zette onderzoekers aan het denken. Zouden zij het trucje van de plant niet kunnen herhalen? Dat laatste is Joanna Aizenberg van de Amerikaanse universiteit Harvard en haar collega’s gelukt. Hun synthetische coating SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surface) heeft zelfs het topblad Nature gehaald[1]. Dat is niet voor niets. De vloeistofwerende coating blijft glad voor totaal verschillende vloeistoffen als water en olie. Zelfs bij hoge druk of temperaturen onder het vriespunt blijft de coating functioneren. In omgevingen waarin hygiëne van zeer groot belang is, denk aan laboratoria en ziekenhuizen zal deze coating daarom waarschijnlijk met open armen ontvangen worden. In feite is deze coating overal waar het reinigen van oppervlaktes lastig is, denk aan de ramen van wolkenkrabbers, de voorruit van auto’s of webcams op een onherbergzame plaats, toe te passen.
Teflon met geperfluoreerde vloeistof
De onderzoekers experimenteerden met verschillende materialen, maar teflon met hierin de geperfluorineerde vloeistof 3M Fluorinert FC-70 werkte het beste. Het materiaal blijkt zelfs ongevoelig voor kleine beschadigingen – de vloeistof vult alle gaten, waardoor het effect in stand blijft. Omdat vloeistof niet samengedrukt kan worden, is het materiaal ook zeer resistent tegen hoge druk[2]. Helaas is teflon wel vervelend spul – het wordt nauwelijks biologisch afgebroken[3] – maar bij spaarzaam gebruik van deze coating kan deze goede diensten bewijzen.
Bronnen
1. Joanna Aizenberg et al., Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity, Nature, 2011
2. Carnivorous plant inspires superslippery material, New Scientist (2011)
3. Teflon parts could cause the environment harm, Scientific American (2001)