Wir stellen flüssigkeitsgetränkte Mehrkomponentenoberflächen für adaptive und funktionelle Beschichtungen vor

Oberflächenbeschichtungen sind in verschiedenen Branchen seit langem unverzichtbar und bieten Schutz und Funktionalität. In den letzten Jahren haben sich flüssigkeitsinfundierte Oberflächen (LIS) zu einer bahnbrechenden Technologie entwickelt und die Art und Weise, wie wir Oberflächenbeschichtungen angehen, revolutioniert.

In einem Übersichtsartikel veröffentlicht In Industrielle Chemie und MaterialienDie Autoren Zachary Applebee und Dr. Caitlin Howell erforschen einen neuartigen Ansatz in der Oberflächentechnologie, der erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Branchen haben könnte, darunter das Gesundheitswesen und den Umweltschutz.

Eine neue Grenze zeichnet sich ab: Mehrkomponenten-Flüssigkeitsinfusionssysteme (LIS), die mehr als eine Komponente in der Flüssigkeit enthalten. Die Forschung stellt das Konzept der mit Mehrkomponentenflüssigkeit infundierten Oberflächen als eine anspruchsvolle Weiterentwicklung über die Einkomponenten-Flüssigkeitsbeschichtungen vor, die das Gebiet seit ihrer Einführung in den frühen 2010er Jahren dominiert haben.

Diese innovativen Mehrkomponenten-Oberflächenbeschichtungen haben nicht nur einen Zweck; Sie sind dynamisch konzipiert und können aktiv auf ihre Umgebung reagieren, indem sie mehrere Elemente in die Flüssigkeitsschicht einbauen. Diese Vielseitigkeit ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen, von medizinischen Geräten, die Infektionen sowohl passiv als auch aktiv bekämpfen, bis hin zu fortschrittlichen Kohlenstoffabscheidungssystemen und durch Magnetfelder gesteuerten chemischen Abgabemechanismen.

„In dieser Übersicht untersuchen wir das ungenutzte Potenzial von mit Mehrkomponentenflüssigkeit infundierten Oberflächen“, erklärt Zach Applebee, ein Doktorand an der University of Maine. „Durch die Integration verschiedener Elemente in die flüssige Beschichtung können wir Synergieeffekte erzielen, die die Funktionalität in bisher nicht geglaubter Weise steigern. Dies eröffnet neue Wege für Innovationen sowohl in der Industrie als auch in der Medizin.“

Die Studie kategorisiert diese Oberflächen anhand der Größe ihrer sekundären Komponenten, die von molekular bis mikroskalig reichen, und stellt Beispiele vor, die zeigen, wie die Einbeziehung zusätzlicher Elemente zu bahnbrechenden Fortschritten führen kann. Der Aufsatz unterstreicht nicht nur die Vielfalt der Herstellungsmethoden, sondern schafft auch die Grundlage für zukünftige Forschungsrichtungen in diesem vielversprechenden Bereich.

„Die wichtigste Botschaft unserer Rezension ist, dass die flüssige Natur von mit Flüssigkeit angereicherten Beschichtungen eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von Oberflächen spielt, die sich anpassen und reagieren“, erklärt Caitlin Howell, Professorin an der University of Maine.

„Indem wir die natürlichen Prozesse von Flüssigkeiten wie Diffusion, Strömung und Rückkehr zum Gleichgewicht nutzen, können wir damit beginnen, Systeme zu entwerfen, die Sekundärmaterialien, seien es Moleküle, Nanopartikel oder sogar andere nicht mischbare Flüssigkeiten, dynamisch genau dort bewegen oder platzieren, wo wir wollen.“ wann wir wollen. Die Möglichkeiten sind endlos.“

Die Forscher blicken optimistisch in die Zukunft dieser Technologie. Sie glauben, dass eine Innovationswelle folgen wird, wenn sich immer mehr Wissenschaftler und Ingenieure der Möglichkeiten bewusst werden, die mit Mehrkomponenten-Flüssigkeit getränkte Oberflächen bieten. Dies wird zur Entwicklung von Materialien und Systemen führen, die unsere Lebensqualität erheblich verbessern und einige der Probleme angehen könnten die dringendsten Herausforderungen der Welt.

„Wir glauben, dass mit Mehrkomponentenflüssigkeit infundierte Oberflächen gut positioniert sind, um ein breites Spektrum von Problemen anzugehen, sobald mehr Forscher auf sie aufmerksam werden“, sagt Dr. Howell, „und bei der Entwicklung neuer, zielgerichteter Medikamentenverabreichung von entscheidender Bedeutung sein könnten.“ Systeme oder die Schaffung industrieller Oberflächen, die sich in Echtzeit an verschiedene Arten von Verschmutzungen anpassen können.