莫愁！源自壁虎的除塵利器來啦！

材料牛注：你還在為物品表面難以處理的灰塵而發愁嗎？莫愁！耶魯大學科研工作者根據壁虎腳的結構研發出最新技術可有效解決此問題。

直徑50微米的圓柱清除二氧化硅顆粒的微觀圖像

我們把尺寸在亞微米級到微米級的顆粒污染物，稱之為灰塵，其能對藝術品保護、電子工業、航天工程師等造成很大的困擾。這些納米粒子能夠使手機“罷工”以及繪畫作品的顏色失真。

耶魯大學工程與應用科學學院院長Vanderlick利用靜抓力以及壁虎腳的相關知識開發出了一種很有前景的除塵工具。這個成果刊登在ACS Applied Materials and Interfaces雜志上。博士后Hadi Izadi是該論文的第一作者。

Vanderlick的實驗室主要研究薄膜和材料的表面性質，在耶魯大學西校區，文化遺產保護研究所(IPCH)的藝術保護試驗室成立后不久，他們便開始了灰塵問題的研究。Vanderlick表示，這項研究體現了耶魯大學學科之間緊密合作的特色。

她補充到：“如果沒有藝術科學家們以及IPCH的保護人員協助我們實驗室的研究員，這一切都是不可能的。”

實驗室中擁有一批耶魯大學的藝術保護人員參與技術的開發工作。耶魯大學藝術館的油畫保護助理Cindy Schwartz表示，當灰塵與用丙烯酸顏料繪制的現代畫接觸時，她將會很煩惱。

Schwartz解釋道：“丙烯顏料表面孔隙極多，你放在它表面的任何東西都可能會進入孔隙內，然后在孔隙內部發生反應從而軟化涂料。”她也補充道，最新的技術有望解決這個長期存在的問題。

通過空氣或者氮氣的噴射的方法能夠很輕松的去除直徑大于10微米的塵埃。如果直徑小于10微米，情況就將完全不同。雖然有很多種方法可以解決這一問題，但每種都有它自己的缺陷。濕法清理的去塵能力有限，而且可能損壞被清理對象。近些年，電子行業和藝術保護人員開始采用干洗技術，例如激光，微磨顆粒和二氧化碳雪射流。雖然它們的除塵效果好，但是同濕法處理一樣，對是藝術品有害的。

耶魯大學研究員的解決方案看起來簡單很多。Izadi在實驗室里拿起的一個看似普通的塑料片，它實際上是一個具有彈性和非粘性的聚合物——硅氧烷(PDMS)。在顯微鏡下，你可以看到它數以百萬計的小圓柱。根據灰塵的大小，你可以在直徑為2微米到50微米之間的圓柱中進行選擇——多大的灰塵顆粒就選擇多大的圓柱直徑。

Izadi對顯微結構和微型圓柱都十分地了解。他以前的科研項目就是探索壁虎如何能毫不費力地貼在墻上。事實上，這主要與靜電以及壁虎腳部肉墊上的微型圓柱有關。將這其中的某些科學原理運用到除塵領域會十分有效，Izadi解釋道：“當你談論灰塵的時候，其實就是在談論靜電。”

然而用于除塵的微柱結構不同于壁虎腳部的肉墊，因為那些設計并不是用于吸附物品。PDMS聚合物與機體相互作用最小——無論是iPhone還是雕塑，都能產生足夠的靜電從而除掉灰塵。

一旦你有一張與微柱大小相匹配的薄片，清潔就只是利用其表面聚合物的問題了。被聚合物吸收的灰塵都將依附在圓柱周圍。實驗中各種表面測試證明了其可以完全清除二氧化硅粉塵粒子并且不對表面造成傷害。

Vanderlick指出，雖然她的團隊剛開始進行藝術保護方面的研究，但從事這一領域的研究人員已經非常多了。灰塵是納米級別的東西，有很多有趣的薄膜，表面以及界面物理都和藝術保護有關。

參考原文鏈接：In the war against dust, a new tool inspired by geckos

相關科技論文：Removal of Particulate Contamination from Solid Surfaces Using Polymeric Micropillars

本文由編輯部丁菲菲提供素材 ?王旗編譯 ? 黃超審核