Физики из США создали обратную версию дуршлага и сита

Американские ученые создали футуристическую «жидкую» мембрану, которая пропускает через себя крупные объекты и не дает пройти более мелким частицам.

«Рецепт» по ее изготовлению был представлен в журнале Science Advances.

«Подобные мембраны можно использовать в качестве компонентов медицинских пластырей и повязок для открытых ран. Они не будут пропускать через себя пыль, микробы и вирусы, но при этом врачи смогут проводить операции внутри травмированной конечности, погружая инструменты в эти «анти-фильтры», — заявил Так-Син Вон (Tak-Sing Wong) из университета Пенсильвании в Филадельфии.

Практически каждый человек сталкивается с фильтрами каждый день, заваривая чай или кофе, используя медицинские маски, марли, сито, дуршлаг или другие предметы быта. Подобные «орудия труда», как показывают археологические раскопки, появились практически вместе с цивилизацией или даже еще до ее появления.

Инженеры и ученые, как отмечает Вон, давно мечтают о создании прибора, который позволял бы делать обратное — он должен пропускать крупные объекты и оставлять на своей поверхности все мелкие частицы. Подобные «анти-фильтры» помогли бы быстро извлекать наночастицы нужных размеров из растворов, изолировать помещения на промышленных предприятиях от вредных газов, осуществлять сложные реакции и создать туалет, не имеющий запаха.
Американские физики и инженеры создали первый материал подобного рода, экспериментируя с самым необычным и «неподходящим» материалом для создания фильтров — обычной водой и растворами различных спиртов.

Вода и другие жидкости, как заметили ученые, легко пропускает через себя объекты любых размеров, обволакивая их и позволяя им упасть на дно сосуда под действием силы тяжести. При этом достаточно легкие и маленькие объекты не могут «пробить» ее поверхность, если к ним не прикладывать достаточное количество силы.

Это наблюдение натолкнуло их на мысль, что тонкую пленку воды, если ее стабилизировать, можно превратить в подобный «анти-фильтр». На роль подобного стабилизатора подойдет обычное мыло или любое поверхностно-активное вещество, мешающее молекулам воды сбежать из пленки.
Ученые проводят операцию, используя анти-фильтр для защиты раны от бактерий

Создав несколько подобных структур, ученые проверили, как хорошо они пропускают объекты разных размеров, в том числе капли воды и других жидкостей, высушенные тела мушек, комаров и других насекомых, а также скальпель, пинцет и прочие хирургические инструменты.
Как показали эти опыты, подобные мембраны остаются стабильными в достаточно широком диапазоне размеров, силы поверхностного натяжения и других параметров. Меняя их толщину, радиус и количество ПАВ, можно заставить «анти-фильтры» пропускать более крупные объекты или же уменьшить «порог вхождения».

Уже сейчас, по словам физиков, их «анти-дуршлаг» остается стабильным на протяжении более трех часов, выдерживая при этом три тысячи «протыканий» при помощи скальпеля или других твердых и острых предметов. Замена мыла на более качественные виды ПАВ, как заключают ученые, сделает подобные мембраны практически вечными, над чем сейчас Вон, Бошич и их коллеги активно работают.

www.yenicag.ru

716
UTRO.AZ
NOVOYE-VREMYA.COM