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進入微奈米超疏水結構 以植物為師
2015/04/18 08:00
〔記者洪美秀／新竹報導〕清大動力機械工程學系教授衛榮漢研究團隊，研究校園植物的微奈米超疏水結構，獲刊在最新一期知名期刊「先進功能材料」中，此結構具類似荷葉表面奈米結構的超疏水特性，能將表面的水珠導向移動，團隊已將技術申請專利，未來可望應用在大樓玻璃與衛浴設備表面的自動清潔、汽車防水擋風玻璃或安全帽遮罩表面、甚至低水阻力的船舶潛艇表面。
衛榮漢說，生物經過億萬年演化出最適合生存的運作機制，這些機制常遠勝過人類的工程水準，師法大自然是研究重要途徑。團隊成員、動機系博士生黃珍語說，許多生物結構存在具影響水珠移動的微結構，像是植物葉片與蝴蝶翅膀、花瓣等的表面，都可幫助清潔及排水，這次研究所觀察仿效的眾多植物是校園常見的馬櫻丹。
她說，之前沒想過從校園植物做研究，結果蒐集校內多種植物，透過電子顯微鏡觀察葉子及花瓣表面的微小結構。發現葉子表面的毛狀體，有規律地朝一定角度傾斜。
為探討其傾斜角度，是否影響植物葉面的超疏水特性和引導水珠滑動以利於植物儲存水分，團隊提出創新的微結構製作方式，首創利用磁性流體，就是一種液體內含有均勻分散的磁性奈米顆粒當作模板，作出不同傾斜角度的微錐狀結構，模仿不同傾斜角度的毛狀體，結果發現不同角度的微錐狀結構，對疏水特性與水滴移動有不同的影響。
花一年多時間，團隊成功找到兼具表面「疏水特性」與「水珠導引方向性」的最佳角度設計，研究成果顯示，植物葉片表面上毛狀體的傾角，在演化上對植物引導與儲存水分的角色十分重要。
