Origami Celular Superhidrofóbico Bioinspirado Apresentando Melhor Flutuabilidade Multifuncional

Resumo Flutuador interfacial com uma superfície aberta diversifica as funções dos sistemas atuais no campo da evaporação solar, micro-detecção, catálise multifásica, etc. No entanto, a maioria dos flutuadores atuais ainda enfrenta desafios como resistência à submersão, ajuste de orientação e capacidades multifuncionais. Inspirando-se em insetos aquáticos e aranhas de sino, propõe-se aqui um origami celular superhidrofóbico (SCO) com estabilidade confiável, resistência à submersão, flutuabilidade comutável e integração multifuncional. A notável capacidade de flutuação é alcançada através da capacidade de armazenamento de ar das células de ar superhidrofóbicas. O SCO flutua de forma estável na superfície da água e tem uma capacidade de carga máxima que é 48% maior do que a folha superhidrofóbica. Além disso, o SCO pode ressurgir rapidamente após a submersão completa, mesmo utilizando metal titanato como substrato. Para aprimorar ainda mais a universalidade do SCO, o SCO Janus com estrutura não balanceada pode flutuar com uma orientação específica voltada para cima e a estrutura do origami é otimizada para ser comutável com uma estrutura de dobradiça para flutuabilidade ajustável. Para provar o conceito em estrutura 3D, um SCO cilíndrico é apresentado para localização de cabos na superfície da água. Este estudo apresenta uma estratégia viável para estender superfícies superhidrofóbicas a flutuadores anti-afundamento, oferecendo insights valiosos para o desenvolvimento de portadores de interface multifuncionais.