Le filtre inversé auto-cicatrisant ouvre la porte à de nombreuses nouvelles applications
Le filtre inversé auto-cicatrisant laisse passer les grosses particules, mais exclut les particules plus petites et les gaz. Crédit :Tak-Sing Wong/Birgitt Boschitsch, État de Pennsylvanie
Une membrane auto-cicatrisante qui agit comme un filtre inversé, bloquer les petites particules et laisser passer les grosses, est le travail "tout droit sorti de la science-fiction" d'une équipe d'ingénieurs mécaniciens de Penn State.
"Filtres conventionnels, comme ceux utilisés pour faire le café, laisser passer les petits objets tout en gardant les objets plus gros contenus, " dit Birgitt Boschitsch, étudiant diplômé en génie mécanique.
Elle et l'équipe de recherche, cependant, développé exactement le contraire, un matériau liquide stabilisé qui filtre les petits objets tout en laissant passer les plus gros. La recherche a été publiée aujourd'hui (24 août) en ligne dans Avancées scientifiques .
L'équipe a expérimenté des liquides pour leurs propriétés uniques.
"Si vous mettez votre doigt dans un verre d'eau et que vous le retirez, la surface de l'eau s'auto-guérit, " a expliqué Tak-Sing Wong, le professeur Wormley Family Early Career et professeur adjoint de génie mécanique et biomédical.
Cette membrane nouvellement développée fait de même, mais contrairement aux filtres classiques, celui-ci ne sépare pas les objets par taille. Au lieu, il répond à la cinétique d'un objet, ou mouvement, énergie.
"Typiquement, un objet plus petit est associé à une énergie cinétique plus faible en raison de sa masse plus petite, " dit Wong. " Alors, l'objet plus gros avec une énergie cinétique plus élevée passera à travers la membrane, tandis que l'objet plus petit avec une énergie cinétique plus faible sera retenu."
En outre, la membrane s'enroule autour de l'objet lors de son passage, permettant à la membrane de s'auto-cicatriser complètement sur le dessus de l'objet qui la traverse.
Dans sa forme la plus simple, la membrane peut être créée avec de l'eau et une substance qui stabilise l'interface entre le liquide et l'air, et a une structure similaire à celle d'une membrane cellulaire biologique. Pour créer le prototype initial, l'équipe a utilisé un simple film de savon. Les composants pourraient ensuite être modifiés et optimisés pour servir des objectifs uniques, comme une robustesse mécanique renforcée, propriétés antibactériennes, ou neutralisation des odeurs.
