 Новый класс супергидрофобных наноматериалов может упростить процесс защиты поверхностей от воды.
Материал, сделанный учеными в Университете Райса, университете Суонси и университете Бристоля, является недорогим, нетоксичным, и может применяться для различных поверхностей с помощью распыления или спин-покрытия.
Материал на основе углеводорода может стать «зеленой» заменой дорогостоящих и опасных фторуглеродов, обычно используемых для супергидрофобных приложений. Природа знает, как сделать эти материалы без ущерба для окружающей среды. Работа исследователей заключается в том, чтобы выяснить, как и почему это произошло, и подражать этому примеру.
На основе листьев лотоса исследователи попытались имитировать одну из самых гидрофобных водоотталкивающих поверхностей на планете. Особенности листа лотоса связаны с его иерархией микроскопических двойных наноразмерных структур.
Исследователи покрыли легко синтезированные наночастиц оксида алюминия измененными карбоновыми кислотами, которые показывают сильно разветвленные углеводородные цепи. Эти колючие цепи представляют собой первую линию защиты против воды, которая делает поверхность шероховатой. Это грубость, характерная для гидрофобных материалов, удерживает слой воздуха и минимизирует контакт между поверхностью и каплями воды, что позволяет им соскальзывать.
Чтобы быть супергидрофобным, материал должен иметь угол контакта с водой больше 150 градусов. Контактный угол представляет собой угол, под которым поверхность воды встречается с поверхностью материала. Чем больше бисером, тем выше угол. Угол 0 градусов, в основном представляет собой лужицу, в то время как максимальный угол в 180 градусов определяет сферу, тонко касающуюся поверхности.
Новый материал имеет наблюдаемой углом около 155 градусов, что по существу эквивалентно лучшим фторуглеродным супергидрофобным покрытиям. Даже с разнообразными методами покрытия и температурой отверждения, материал сохранил свои качества, как сообщили исследователи.
Потенциальные области применения включают в себя покрытие с уменьшенным трением для морских приложений, где присутствует международное соглашение в попытке защитить воду от таких потенциально опасных присадок, как фторированные углеводороды. Текстурированные поверхности других супергидрофобных покрытий часто повреждаются и тем самым уменьшают их гидрофобный характер. Новый материал имеет более случайную иерархическую структуру, которая может выдержать повреждения и поддерживать свои способности.
Исследователи работают над тем, чтобы улучшить адгезию материала к различным поверхностям, и также рассматривают его широкомасштабное применение к поверхностям.
|
