Насколько дорого выйти сухим из воды?
Хотя гидрофобные покрытия известны давно, либо материалы, либо технологии, используемые для их изготовления, долгое время оставались слишком дорогими для массового применения. Похоже, ситуация может измениться.
Учёные из Сиднейского университета (Австралия) во главе с Эндрю Телфордом (Andrew Telford) разработали новый тип структур на основе сфероидных наночастиц, который они сами называют «малиноподобными». Имеется в виду их форма, содержащая сложные структуры, которые расположены под большими углами к поверхности, что обеспечивает слабость их контакта с любым внешним объектом.
Гидрофобные покрытия нового типа в части защиты от намокания могут превзойти даже природные прототипы, такие как лепестки роз. (Фото Shutterstock.)
«Малиноподобные частицы можно описать как "скотч для капель воды"», — поясняет исследователь. Они эффективно останавливают передвижение последних, что со временем приводит к образованию более крупных капель, уже не способных удерживаться на поверхности.
Сами наночастицы изготавливались на основе «широкого спектра недорогих пластиков». Но, по словам материаловедов, фактически можно использовать и другие разновидности полимеров (а не только те, что уже опробованы): в «малиноподобных» образованиях главным является наличие соответствующей структуры. Полистирол, применённый сейчас, был выбран из-за его дешевизны и широкой распространённости, однако для массового производства всё же лучше подойдут фторированные полимеры, поскольку они более устойчивы к солнечному ультрафиолету.
Ну и, конечно, вместо «ловли» капель такие полимеры легко могут быть адаптированы для создания впитывающих материалов. «Сохранив ту же наноструктуру, вы лишь слегка изменяете используемые молекулы и получаете совершенно противоположные свойства, — рассказывает г-н Телфорд. — А это значит, что мы способны создавать поверхности, делающие то, что нам надо, — включая поверхности, которые останутся всегда сухими [за счёт гидрофобности], никогда не потребуют чистки, будут препятствовать движению по ним бактерий и останавливать рост грибков и плесени».
Ну а впитывающие воду полимерные покрытия (коль мы о них заговорили) могут пригодиться в качестве наружных слоёв при отделке домов. Вода не сможет пробраться в их «недра», а при повышении температуры начнёт медленно испаряться из полимерного слоя, за счёт этого замедляя рост температуры в здании и делая колебания от прохлады к жаре более плавными.
Другим потенциальным применением новых покрытий видится их использование в медицинских тестах: вместо сосудов для крови и прочих жидкостей можно будет работать с отдельными каплями, не способными покинуть пластинку для анализа за счёт «малиноподобных веществ».
Разумеется, всё это в целом не ново; супергидрофобные покрытия известны уже несколько лет и способны на многое, причём в самых неожиданных приложениях:
И это так, сами по себе такие вещества уже никого не удивляют. Однако предшественники, все как один, обладали сравнительно высокой ценой, в то время как использование сравнительно дешёвых пластиков — вплоть до полистирола — без сомнения, обещает переместить супергидрофобные покрытия в совершенно другую ценовую категорию, тем более что технология изготовления таких наночастиц проста и по сути очень сходна с производством бытовой краски.
И тогда наносить супергидрофобные покрытия станет выгодно не только на крылья самолётов (где они не дадут начаться обледенению, всегда поддерживая крылья сухими), но и, скажем, на автомобили, заставляя их реже заезжать на мойку, и даже на обувь, одежду и электронику, которой на открытом воздухе часто грозит намокание.
Исследование, посвящённое новым наночастицам, опубликовано в журнале Chemistry of Materials.
Подготовлено по материалам ABC Science. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
Источник: compulenta.computerra.ru.
Рейтинг публикации:
|
