Kitajska univerza za znanost in tehnologijo (USTC) je 28. februarja izvedela, da je ekipa profesorja Hu Yanleija in sodelavca raziskovalca Zhang Yachaoja iz Laboratorija za mikro in nano inženirstvo Šole za inženirske vede pri USTC inovativno preučila delovni način in zaščitni način filmov Janus ločeno in realiziral zaščito hidrofilnih kanalov mikropor-žlebov tako v izpostavljenem kot v skritem načinu, tj preklapljanje delovnega/zaščitnega načina z raztezanjem in sproščanjem mehkih materialov. Rezultati raziskave so bili nedavno objavljeni v Nature Communications.
Filmi Janus se pogosto uporabljajo pri ločevanju olja in vode, zbiranju vodne meglice in nosljivih obližev s svojo edinstveno transmembransko usmerjeno funkcijo transporta vode. Funkcionalnost tradicionalnih filmov Janus izvira iz mikrokanalov v smeri debeline, modificiranih z enostranskim kemičnim premazom, skozi katerega se lahko voda prenaša smerno od hidrofobne do hidrofilne površine. Vendar pa sta obraba kemične prevleke in zamašitev mikrokanalov z delci onesnaževal v zraku v stanju izven največje obremenitve močno skrajšala življenjsko dobo Janus folij. Vzdržljivost filmov Janus je vprašanje, ki ga je treba obravnavati, da bi izpolnili vse večje zahteve aplikacij v resničnem svetu.
Z uporabo femtosekundnega laserskega jedkanja je raziskovalna skupina pripravila tridimenzionalne mikrokanale, sestavljene iz mrežastih mikrožlebov in mikropor na predhodno raztegnjenem silicijevem substratu in modificirala mikrožlebove s hidrofilno prevleko, medtem ko je zadnja stran mikrožlebov ohranila intrinzično hidrofobnost silicijevega dioksida. gel za uresničitev funkcionalnosti Janus. Po sprostitvi silikona se mikro-reže in mikro-pore zaprejo, da zaščitijo hidrofilno prevleko v mikro-kanalih pred mehanskimi udarci. Preklop načina raztezanja in načina zaščite pred sproščanjem na zahtevo daje Janus foliji mehansko vzdržljivost. Zaščitni način se ne upira le neprekinjenemu mehanskemu trenju, temveč deluje tudi kot način shranjevanja za upočasnitev odpovedi hidrofilne prevleke, s čimer dolgo časa uresničuje funkcijo enosmerne prepustnosti vode.
Po mnenju raziskovalcev se vzdržljivost Janusovega filma izboljša z aktivnim preklopom v zaščitni način, ko film naleti na zunanje mehansko trenje ali udarce. Na podlagi strategije "preklapljanja načina" je raziskovalna skupina uporabila metodo femtosekundne laserske mikrofabrikacije za pripravo trajnih filmov Janus. Ugotovljeno je bilo, da je zaščitni način dal Janusovemu filmu mehansko vzdržljivost in ohranil enosmerno prepustnost vodnih kapljic po 2 000 ciklih trenja in 10 dneh izpostavljenosti zraku. Poleg tega je način zaščite prestal težke preizkuse, kot so drgnjenje z brusnim papirjem, pritisk s prsti, udarci peska in luščenje traku.
Raziskovalci pravijo, da ima njihova predlagana strategija preklapljanja med načini velik potencial za napredek praktičnih aplikacij Janusovih filmov na različnih področjih, vključno z večfaznim ločevanjem in čiščenjem, mikrofluidno manipulacijo in nosljivimi obliži za spremljanje zdravja.
