Từ hiệu ứng lá sen đến công nghệ phủ nano
Giới thiệu về lịch sử và những mối liên hệ thực tế của công nghệ nano nói chung và công nghệ phủ nano nói riêng.
Khi quan sát chúng ta thường thấy vào những buổi sáng sớm hoặc sau cơn mưa, trên tán lá sen thường đọng lại những hạt nước long lanh dạng cầu. Các hạt nước này có cảm giác chỉ lơ lửng trên mặt chiếc lá và không hề gây ra hiện tượng thấm hoặc làm ướt lá. Vậy đâu là nguyên nhân của hiện tượng thú vị này?
Trở về với vấn đề hạt nước trên lá sen. Khi quan sát một lượng nước nhỏ trên một mặt phẳng ta thường trông thấy nước có xu hướng đọng lại thành từng khối nhỏ và gây ra hiện tượng căng mặt ngoài. Điều này được giải thích như sau: nước do 2 nguyên tố hydro và oxy tạo ra. Ở điều kiện thông thường, các liên kết hydro trong cấu trúc của nước luôn có xu hướng kéo các phân tử nước lại với nhau. Nếu không chịu một lức tác động nào quá lớn từ môi trường, nước sẽ luôn có xu hướng co cụm và vón lại thành các khối hình cầu chứ không lan đều trên mặt phẳng
Từ hiệu ứng lá sen đến công nghệ phủ nano
Khi gặp bề mặt thuận lợi, tính vón cục của nước càng được thể hiện rõ. Bề mặt lá sen thực chất không phải là một bề mặt bằng phẳng. Bề mặt lá sen gồm rất nhiều vị trí lồi lõm khác nhau với vị trí lồi cao nhất vào khoảng: 20.000nm. Đặc điểm này giúp ngăn cảng việc tiếp xúc trực tiếp giữa nước và lá sen. Từ đó, nước không chịu tác động nhiều từ môi trường và thường có xu hướng vón lại thành hình cầu. Cấu trúc lồi lõm này trên lá sen cũng cho phép ngăn chăn tối thiểu sự tiếp xúc trực tiếp giữa bụi và thân lá, giúp lá luôn sạch khỏe.
Hiện tượng thú vị này được chú ý và giải thích kỹ vào những năm 1960. Ngay từ khi đó, với điều kiện khoa học kỹ thuật còn thô sơ, người ta đã dự đoán đây sẽ là cảm hứng và là tiền đề cho nhiều công nghệ quan trọng sau này.
Công nghệ phủ nano ngày nay chúng ta đang sử dụng cũng là một công nghệ được lấy cảm hứng từ hiện tượng trên lá sen. Tuy nhiên, về bản chất, nano giúp kháng nước với một nguyên lý khác. Các hạt nano khi được phủ trên bề mặt bất kỳ đều sẽ có độ đồng đều rất cao về kích thước, từ đó tạo nên một độ trơn láng khá cao trên bề mặt được phủ. Lớp nano này cũng là một lớp che phủ hữu hiệu cho bề mặt được phủ trước các tác động từ bên ngoài, đồng thời các phần tử bụi bẩn từ môi trường cũng rất ít có khả năng bám lại trên lớp nano.
Từ hiệu ứng lá sen đến công nghệ phủ nano
Các giọt nước khi tiếp xúc với bề mặt đã phủ nano sẽ bị trượt đi trên lớp nano, đồng thời cuốn trôi các phần tử bụi bẩn, trả lại một bề mặt sáng bóng, ít bám bụi Ngày nay công nghệ phủ nano đã phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong việc trang trí làm đẹp và bảo vệ quần áo, giày dép, xe hơi, xe máy, điện thoại...
