Kinesko sveučilište za znanost i tehnologiju (USTC) doznalo je 28. veljače da je tim profesora Hu Yanleija i suradnika istraživača Zhang Yachaoa iz Laboratorija za mikro i nano inženjerstvo Škole inženjerskih znanosti pri USTC-u inovativno razmotrio način rada i način zaštite Janusovih filmova odvojeno, te je ostvario zaštitu hidrofilnih kanala mikropora-utora u izloženom i skrivenom načinu rada, tj. prebacivanje načina rada/zaštite, kroz istezanje i otpuštanje mekih materijala. Rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u časopisu Nature Communications.
Janus filmovi naširoko se koriste u odvajanju ulje-voda, skupljanju vodene magle i nosivim flasterima sa svojom jedinstvenom transmembranski orijentiranom funkcijom prijenosa vode. Funkcionalnost tradicionalnih Janus filmova proizlazi iz mikrokanala u smjeru debljine modificiranih jednostranim kemijskim premazom, kroz koji se voda može transportirati u smjeru od hidrofobne do hidrofilne površine. Međutim, istrošenost kemijske prevlake i začepljenje mikrokanala česticama zagađivača u zraku u stanju izvan vršnog opterećenja uvelike su skratili životni vijek Janus folija. Trajnost Janus folija pitanje je koje treba riješiti kako bi se zadovoljili sve veći zahtjevi aplikacija u stvarnom svijetu.
Koristeći femtosekundno lasersko jetkanje, istraživački tim je pripremio trodimenzionalne mikrokanale koji se sastoje od mikroutora i mikropora nalik na rešetku na prethodno rastegnutoj podlozi od silicijevog dioksida i modificirao mikroutore hidrofilnim premazom, dok je stražnja strana mikroutora zadržala intrinzičnu hidrofobnost silicijevog dioksida. gel za realizaciju Janus funkcionalnosti. Nakon otpuštanja silikona, mikro-utori i mikro-pore se zatvaraju kako bi zaštitili hidrofilni premaz unutar mikro-kanala od mehaničkih utjecaja. Prebacivanje na zahtjev načina rastezanja i načina zaštite od otpuštanja daje Janus foliji mehaničku izdržljivost. Način zaštite ne samo da se odupire kontinuiranom mehaničkom trenju, već djeluje i kao način skladištenja za usporavanje kvara hidrofilnog premaza, ostvarujući funkciju jednosmjerne vodopropusnosti tijekom dugog vremenskog razdoblja.
Prema istraživačima, trajnost Janus folije je poboljšana aktivnim prebacivanjem u način zaštite kada folija naiđe na vanjsko mehaničko trenje ili udar. Na temelju strategije "mode-switching", istraživački tim upotrijebio je femtosekundnu lasersku metodu mikrofabrikacije za pripremu izdržljivih Janus filmova. Utvrđeno je da je zaštitni način dao Janusovom filmu mehaničku izdržljivost, održavajući jednosmjernu propusnost kapljica vode nakon 2 000 ciklusa trenja i 10 dana izlaganja zraku. Osim toga, način zaštite izdržao je teške testove kao što su trljanje brusnim papirom, pritisak prstima, udar pijeska i ljuštenje trake.
Istraživači kažu da njihova predložena strategija promjene načina rada ima značajan potencijal za unaprjeđenje praktične primjene Janusovih filmova u raznim područjima, uključujući višefazno odvajanje i pročišćavanje, mikrofluidnu manipulaciju i nosive flastere za praćenje zdravlja.
