45x lebih cepat: para ilmuwan baru saja hancur catatan kecepatan gelombang
Para peneliti telah menemukan “gelombang plastronik” yang sangat cepat di permukaan yang didiami air, bepergian dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Terobosan ini membuka pintu untuk memantau lapisan gas halus yang dapat mengubah bioteknologi, ilmu material, dan efisiensi industri.
Terobosan dalam kecepatan gelombang
Riak, seperti yang dibentuk oleh tetesan air hujan yang memukul genangan air, dikenal sebagai gelombang kapiler. Gelombang -gelombang ini telah dipelajari selama berabad -abad dan terus memikat para ilmuwan saat ini karena mereka memberikan wawasan yang berharga tentang permukaan yang mereka lewati. Ini membuat mereka sangat berguna dalam mempelajari bahan lunak dan sistem biologis, terutama dalam aplikasi mikrofluida yang memeriksa perilaku cairan pada skala mikroskopis.
Sekarang, tim fisikawan dan peneliti biomedis dari Departemen Neurosains dan Teknik Biomedis Universitas Aalto dan Departemen Fisika Terapan telah menemukan sifat -sifat baru gelombang kapiler – mencatat catatan untuk kecepatan mereka dalam proses tersebut.
Temuan mereka diterbitkan pada 12 Februari di Komunikasi Alam.
Permukaan superhidrofobik dan lapisan gas rahasianya
Untuk membuat penemuan ini, tim interdisipliner, yang dipimpin oleh Asisten Profesor Heikki Nieminen dan Profesor Robin Ras, merancang permukaan sintetis yang terinspirasi oleh daun lotus. Permukaan ini, terbuat dari bahan yang sangat tahan air yang dikenal sebagai permukaan superhidrofobik, menjebak lapisan gas tipis-disebut plastron-di bawah air. Lapisan gas mikroskopis ini tidak hanya membantu melindungi permukaan dari korosi dan kontaminasi tetapi juga meningkatkan sifat hidrodinamiknya.
Dengan tujuan memperdalam pemahaman superhidrofobik, tim menyelidiki respons mekanis plastron terhadap ultrasonografi yang sangat terfokus. Dengan melakukan itu, mereka menghasilkan riak, yang mereka dijuluki “gelombang plastronik.”
Melaju melewati batas gelombang kapiler
“Gelombang plastronik berjalan di sepanjang air, permukaan superhidrofobik, dan lapisan gas 45 kali lebih cepat daripada gelombang kapiler yang biasanya dilakukan,” kata Nieminen.
Mengatur catatan kecepatan gelombang hanyalah bagian dari hasil; Menggunakan gelombang yang sama untuk memantau stabilitas plastron adalah hal lain. Mempertahankan lapisan gas halus di atas permukaan superhidrofobik sangat penting dan sangat menantang.
“Superhidrofobisitas bergantung pada stabilitas plastron untuk membuka kemungkinan baru dalam aplikasi yang terendam, misalnya, dalam meningkatkan umur peralatan dan efisiensi operasional dalam lingkungan yang lebih baik dan biomedis,” kata penulis yang lebih baik.
Aplikasi potensial dalam bioteknologi
Selain memajukan ilmu dasar, penemuan ini mewakili kemungkinan tahap awal untuk digunakan di bidang seperti bioteknologi dan ilmu material.
“Kami menunjukkan bahwa kami dapat mengukur bagaimana plastron berubah dan secara bertahap larut dalam air, dengan memantau variasi kecepatan gelombang dari waktu ke waktu.
Referensi: “Gelombang Kapiler Cepat di permukaan superhidrofobik bawah air” oleh Maxime Fauconnier, Bhuvaneshwari Karunakaran, Alex Drago-González, William Sy Wong, Robin Ha Ras dan Heikki J. Nieminen, 12 Februari 2025, Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-025-55907-w
Pekerjaan ini didanai oleh Dewan Penelitian Finlandia, Finlandia Budaya, dan Program Penelitian dan Inovasi Horizon Uni Eropa.
