TAILIEUCHUNG - Bàn chân thạch sùng - vật liệu Nano
Đặc tính của bám dính khô vượt ra ngoài những chi phối của định luật về "khoa hoc bề mặt" (surface science). Chỉ tùy thuộc vào hình dạng, kích thước và thiết kế của cấu trúc bề mặt nano - mà trong trường hợp của bàn chân thằn lằn là hàng triệu những sợi lông con keratin - để đạt đến diện tích tiếp xúc cực đại = sợi nano của mặt kết dính nhân tạo có thể chế tạo từ bất cứ vật liệu nào miễn sao cho bề mặt tiếp xúc đạt đến một trị số lớn nhất | Bàn chân thạch sùng - Vật liệu Nano Nano technology ? Molecular scale : 0,1 – 1 nm Nano scale : 1 – 100 nm Micro scale : μm Meso scale : mm, cm Macro scale : > cm * Molecular scale : nguyên tử + phân tử giúp con người hiểu những thuộc tính cơ bản của vật chất hóa học tổng quát (hữu cơ, vô cơ ), Hóa học lượng tử, cơ học lượng tử * Micro, Meso, Macro scale : trạng thái cụm, mảng, khối Vật lý chất rắn, cơ học Newton * Nano scale : ??? Khi vật liệu thu nhỏ đến kích thước NANO: các tính chất : hóa học, vật lý, cơ, quang, điện, từ, đều thay đổi so với trạng thái vĩ mô Ex : * nano Al : xúc tác cho nhiên liệu tên lữa * nano Ag * nano Au * nanocomposite . ARISTOS’s question ! Hình 1: (A) Con thằn lằn Tokay (gekko gecko); (B) những lá mỏng vắt ngang bàn chân nhìn từ dưới lên; (C) lá mỏng là những cụm lông có thứ tự hình bàn chải đánh răng; (D) sợi lông chính tua ra những sợi lông con có hình dạng như cây chổi quét nhà; (E) những sợi lông con và (F) cấu trúc sợi nano nhân tạo [1]. Hình 2: Cấu trúc với nhiều thứ bậc của sợi lông bàn chân thằn lằn (xem thêm Hình 1D, E). Sợi lông con rất mềm nên có thể bám sát vào mặt nền lồi lõm rất hiệu quả [4]. Gần 200 năm qua, đã có 7 cơ chế được đề nghị: * bám dính do keo * sức hút (suction) * ma xát * cài vào nhau (interlocking) * tĩnh điện * lực mao quản lực hút van der Waals Năm đề nghị đầu tiên không có sức thuyết phục, vì: bàn chân không tiết ra chất keo cấu tạo vi mô không cho thấy dấu hiệu nào tạo ra sức hút hay lực ma xát ngón chân không có móc nên không thể cài vào mặt nền có thể đi trên các loại mặt bằng có hay không có tĩnh điện => hai khả năng còn lại là lực mao quản và lực hút van der Waals Cơ chế bám dính "Adhesive force of a single gecko foot-hair“ K. Autumn, Y. A. Liang, S. T. Hsieh, W. Zesch, W. P. Chan, T. W. Kenny, R. Fearing and R. J. Full, Nature, 405 (2000) 681. (Lewis & Clark College, Mỹ) xác nhận : sự bám dính của bàn chân thằn lằn là do lực hút van der Waals Theo lý thuyết, lực van der Waals tỷ lệ .
đang nạp các trang xem trước
