Comportamento de antipreparação adesão e alta temperatura de uma superfície escorregadia em aço inoxidável

Antiaderência a altas temperaturas para uso com líquidos e tecidos moles receberam um interesse considerável por causa de sua extensa aplicação potencial em instrumentos eletrocirúrgicos, motores, tubulações, etc. ^{1 , 2 , 3 , 4}. Bioinspirada superfícies, superfícies particularmente superhydrophobic, são considerados a escolha ideal por causa de suas excelentes capacidades de antiumectantes e auto-limpeza propriedades⁵. Em superfícies superhydrophobic, a capacidade de antiumectante deve ser atribuída ao ar bloqueado na estrutura de superfície. No entanto, o estado superhydrophobic é instável, porque é no estado Cassie-Baxter^6,7. Além disso, em altas temperaturas, o antiumectante para gotículas pode falhar devido à transição de estado de umectação de Cassie-Baxter ao estado Wenzel⁸. Esta transição umectante é induzida pela umectação de pequenas gotículas de líquido em estruturas, que resulta em falha para bloquear o ar no lugar.

Recentemente, inspirado pelas propriedades escorregadias do peritome de planta, Nepenthes, Wong et al relataram um conceito para construir superfícies escorregadias, infundindo um lubrificante para as estruturas de superfície^{9,10 ,11}. Devido a força capilar, as estruturas podem Segure firmemente o lubrificante no lugar, assim como a bolsa de ar bloqueada em superfícies superhydrophobic. Assim, o lubrificante e estruturas superficiais podem formar uma superfície estável de sólido/líquido. Quando o lubrificante tem uma afinidade preferencial para a estrutura de superfície, a gota de líquido na superfície do composto pode deslizar facilmente, com apenas uma histerese do ângulo de contacto muito baixo (por exemplo, ~ 2 °)¹². Esta camada de lubrificante também permite que a superfície ter notáveis capacidades antiumectante¹³, demonstrando o grande potencial para dispositivos médicos^14,15. No entanto, estudos anteriores em superfícies escorregadias principalmente focado na preparação para aplicação em temperatura ambiente ou em temperaturas baixas. Existem poucos estudos sobre a preparação de superfícies escorregadias com resistência de alta temperatura. Por exemplo, Zhang et al mostrou que a evaporação rápida de lubrificante rapidamente faz com que o fracasso da propriedade escorregadio no mesmo ligeiramente altas temperaturas¹⁶.

Superfícies escorregadias com resistência de alta temperatura podem alargar a aplicação potencial; por exemplo, eles podem servir como barreiras líquidas para diminuir a aderência de tecidos moles para dicas de instrumento eletrocirúrgico. Durante a operação cirúrgica, adesão de tecidos moles graves ocorre devido a alta temperatura das pontas do instrumento eletrocirúrgico. O tecido mole pode ser carbonizado, fazendo-a aderir à ponta do instrumento, que em seguida rasga o tecido mole ao redor da ponta^17,18,19. O tecido mole aderido na ponta do instrumento electrocirúrgico influencia negativamente a operação e também pode induzir o fracasso da hemostasia^19,20. Estes efeitos significativamente prejudicam a saúde das pessoas e o interesse económico. Portanto, resolvendo a questão da adesão de tecidos moles para instrumentos electrocirúrgicos é muito urgente. Na verdade, superfícies escorregadias oferecem uma oportunidade para resolver este problema.

Aqui, apresentamos um protocolo para fabricar superfícies escorregadias disponíveis em altas temperaturas. Aço inoxidável foi selecionado como o material de superfície por causa de sua resistência de alta temperatura. O aço inoxidável foi áspera por decapagem química assistida por fotolitografia. Em seguida, a superfície foi acrescida com um material biocompatível, octadecyltrichlorosilane salina (OTS)^21,22,23,24. Uma superfície escorregadia foi preparada pela adição de óleo de silicone. Estes materiais habilitado a superfície escorregadia para atingir a resistência de alta temperatura. A propriedade antiumectante em altas temperaturas e os efeitos de antiaderência em tecidos moles foram investigados. Os resultados mostram o potencial do uso de superfícies escorregadias para resolver o problema de antiaderência em altas temperaturas.