Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Long-term stability of aerophilic metallic surfaces underwater

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

79 Sitaatiot (Scopus)
136 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Aerophilic surfaces immersed underwater trap films of air known as plastrons. Plastrons have typically been considered impractical for underwater engineering applications due to their metastable performance. Here, we describe aerophilic titanium alloy (Ti) surfaces with extended plastron lifetimes that are conserved for months underwater. Long-term stability is achieved by the formation of highly rough hierarchically structured surfaces via electrochemical anodization combined with a low-surface-energy coating produced by a fluorinated surfactant. Aerophilic Ti surfaces drastically reduce blood adhesion and, when submerged in water, prevent adhesion of bacteria and marine organisms such as barnacles and mussels. Overall, we demonstrate a general strategy to achieve the long-term stability of plastrons on aerophilic surfaces for previously unattainable underwater applications.

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut1548-1555
Sivumäärä8
JulkaisuNature Materials
Vuosikerta22
Numero12
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä18 syysk. 2023
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - jouluk. 2023
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

We thank A. Marmur for fruitful discussions on the plastron stability of Ti-APhS. A.B.T. thanks N. Vogel and J. Harrer for help with AFM measurements and E. Alkhateeb for help with X-ray diffraction measurements. A.B.T. thanks F. Krause from Keyence Deutschland GmbH for providing a laser confocal microscope for surface roughness measurements. W.H.G. and A.B.T. are indebted to L. Nicholson (Master of Arts) for proofreading the manuscript. We acknowledge the provision of facilities and technical support by Aalto University at OtaNano’s Nanomicroscopy Center (Aalto-NMC). A.B.T., P.S., W.H.G. and B.F. thank the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; SCHM 1597/38-1 and FA 336/13-1) for their financial support. A.B.T. acknowledges the Emerging Talents Initiative (ETI) of the Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (grant agreement number 5500102). This work was funded in part by grants from the German Science Foundation (DFG; FA 336-12/1, TRR-SFB 225 Projects A01 and C02). J.V.I.T. acknowledges funding from the Academy of Finland Center of Excellence Program (2022–2029) in Life-Inspired Hybrid Materials (LIBER), project number 346112. M. Backholm acknowledges postdoctoral funding from the Academy of Finland (grant agreement number 309237). M. Bruns, B.K., H.A.N., M.L., Z.M.C., J.V.I.T. and R.H.A.R. acknowledge funding from the Academy of Finland Center of Excellence Program (2022–2029) in Life-Inspired Hybrid Materials (LIBER, project number 346109). S.S. acknowledges funding from the Office of Naval Research, US Department of Defense (grant N00014-17-1-2153). S.K. and J.A. acknowledge funding from the Office of Naval Research, US Department of Defense (grants N00014-15-1-2323 and N00014-17-1-2913) and the Department of Energy (award DE-SC0005247).

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Long-term stability of aerophilic metallic surfaces underwater'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • -: LIBER/Ras

    Ras, R. (Vastuullinen johtaja), Morais Jaques, Y. (Projektin jäsen), Lepikko, S. (Projektin jäsen), Nurmi, H. (Projektin jäsen), Junaid, M. (Projektin jäsen), Liu, K. (Projektin jäsen), Huhtamäki, T. (Projektin jäsen), Wagener, L. Z. J. S. (Projektin jäsen), Zhou, S. (Projektin jäsen), Al-Terke, H. (Projektin jäsen), Vuckovac, M. (Projektin jäsen), Afzalifar, A. (Projektin jäsen) & Mattila, M. (Projektin jäsen)

    01/01/202231/12/2024

    Projekti: RCF Academy Project

  • -: LIBER/Timonen

    Timonen, J. (Vastuullinen johtaja), Reyes Garza, R. (Projektin jäsen), Nokka, V. (Projektin jäsen), Luntama, S. (Projektin jäsen), Mandal, S. (Projektin jäsen), Kärki, T. (Projektin jäsen), Reinicke, O. (Projektin jäsen), Böling, S. (Projektin jäsen), S Menon, A. (Projektin jäsen), Niemiec, E. (Projektin jäsen), Beppu, K. (Projektin jäsen), Mäkynen, A. (Projektin jäsen), Virtanen, J. (Projektin jäsen) & Scacchi, A. (Projektin jäsen)

    01/01/202231/12/2024

    Projekti: RCF Academy Project

  • Pinning och dissipation av magnetiska droppar på superhydrofoba ytor

    Backholm, M. (Vastuullinen johtaja)

    01/09/201731/08/2022

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä