На 28 февруари от Университета за наука и технологии на Китай беше информиран, че колежът по инженерни науки на университета, професор Ху Янлей и асоцииран изследовател Джан Ячао екип от микро-нано-инженерна лаборатория, иновативен режим на работа с тънък филм Janus, режимът на защита се разглежда отделно , чрез разтягане и освобождаване на меки материали за постигане на хидрофилни микропорести - слот канал на откритата и скритата защита, т.е. превключване на режима работа/защита. Резултатите от изследването бяха публикувани наскоро в Nature Communications.
Филмите Janus се използват широко в разделянето на масло-вода, събирането на водна мъгла и носими пластири с тяхната уникална трансмембранно ориентирана функция за транспортиране на вода. Функционалността на традиционните филми Janus произтича от микроканали в посока на дебелината, модифицирани с едностранно химическо покритие, през което водата може да се транспортира насочено от хидрофобната към хидрофилната страна. Въпреки това, износването на химическото покритие и запушването на микроканалите от частици замърсители във въздуха в непиково състояние значително съкратиха експлоатационния живот на филмите Janus. Издръжливостта на фолиата Janus е спешен проблем, който трябва да бъде разрешен в лицето на все по-неотложните практически приложения.
Изследователският екип използва фемтосекундно лазерно ецване, за да подготви триизмерни микроканали, състоящи се от подобни на решетка микробразди и микропори върху предварително опънат силициев субстрат, и модифицира микробраздите с хидрофилно покритие, докато задната страна все още поддържа присъщата хидрофобност на силикагела за постигане на функцията Янус. След освобождаването на силикона, микро-слотовете и микро-порите се затварят, за да предпазят хидрофилното покритие вътре в микро-каналите срещу механични въздействия. Превключването при поискване на режима на разтягане и режима на защита срещу освобождаване придава механична издръжливост на фолиото Janus. Режимът на защита не само издържа на непрекъснато механично триене, но също така действа като режим на съхранение, за да забави повредата на хидрофилното покритие, реализирайки функцията за еднопосочна водопропускливост за дълъг период от време.
Според изследователите издръжливостта на фолиото Janus се подобрява чрез активно превключване в режим на защита, когато фолиото се сблъска с външно механично триене или удар. Въз основа на стратегията за "превключване на режима", изследователският екип използва фемтосекунден лазерен метод за микрофабрикация, за да подготви трайни филми Janus. Беше установено, че защитният режим дава на филма Janus механична издръжливост, поддържайки еднопосочната пропускливост на водните капки след 2 000 цикъла на триене и 10 дни излагане на въздух. В допълнение режимът на защита издържа на сурови тестове като триене с шкурка, натиск с пръст, удар с пясък и отлепване на лента.
Изследователите казват, че предложената от тях стратегия за превключване на режима има значителен потенциал за напредване на практическите приложения на филмите Janus в различни области, включително многофазно разделяне и пречистване, микрофлуидна манипулация и носими лепенки за наблюдение на здравето.
