Hvilken egenskap gjør at insektsvinger og lotusblader holder vann og skitt på avstand?

Naturen har lenge vært til inspirasjon for materialingeniører og designere. For eksempel ble borrelås oppfunnet etter at en sveitsisk ingeniør hadde plukket borrer fra pelsen til sin hund.

Nå har NTNU-forskere sett nærmere på overflaten til lotusblader og insektsvinger. De har en kjegleformet (konisk) fasong. Den gjør at vannet avvises og overflaten holdes ren.

– Naturen har overflater som er i stand til å håndtere vanndråper på forskjellige måter, sier Wenwu Ding, stipendiat ved Institutt for energi- og prosessteknikk.

Vanndråper på et lotusblad ruller på overflaten og samler med seg støvpartikler. Dette holder bladene rene selv om lotusen vokser i skittent vann. Egenskapen kalles vi selvrensende eller superavstøtende.


Her er den koniske strukturen fotografert i NTNUs NanoLab. Foto: Wenwu Ding

Sangsikadevinger har en lignende konisk struktur, som bidrar til at insektet kan holde vingene rene og tørre.

Forskerne er interessert i denne spesielle egenskapen fordi den kan brukes til å utvikle isavvisende og selvrensende overflater.

Han og hans kolleger professorene Maria Fernando og Carlos Dorao har forsket på hvorfor denne strukturen fungerer så bra. De fant at:

  • ved å gjøre kjeglefasongen enda skarpere, forbedres egenskapene.
  • ved å redusere steilheten i vinkelen mellom kjeglene blir overflaten sterkere.

Referanse: W. Ding, M. Fernandino and C.A. Dorao. Conical micro-structures as a route for achieving super-repellency in surfaces with intrinsic hydrophobic properties. Appl. Phys. Lett. 115, 053703 (2019)

Opprinnelig publisert på NTNUs www.gemini.no – gå til original artikkel.