Водовідштовхувальне нанопокриття може стати революційним
Група під керівництвом американського професора Эниша Тутейи (Anish Tuteja) створила , що складається на 95% з... повітря.
Можливу практичну користь від розробки важко переоцінити. Це і легка «дихаюче», але разом з тим непромокаюча одяг, і нові хімічні технології, і практично не загрязняющееся покриття для автомобілів, та покриття, що знижує тертя кораблів і субмарин при русі у воді - навіть важко перерахувати всі.
«Практично будь-яка рідина, яку ви нанесете на неї, буде відштовхуватися і не змочувати поверхню, - говорить професор. - Більшість аналогічних покриттів змочуються рідинами з низьким поверхневим натягом - маслами, спиртами, органічними підставами і кислотами».
За твердженням вчених, їх матеріал з такими проблемами не стикається.
Автори протестували в лабораторії поведінку на такій поверхні більш ніж сотні поширених рідин і виявили, що лише дві з них здатні змочувати її і проникати всередину. Це були хлор-фтороорганические хімікати, що використовуються в деяких холодильниках і кондиціонерах. Зате кави і соуси, рослинна олія, хлорне і сірчана кислоти матеріалом відштовхувалися досить ефективно і не пошкодження ні його, ні покритий їм об'єкт. Матеріал продемонстрував також стійкість до бензину і різних спиртів. І навіть до неньютоновским рідин, до яких можна віднести чорнило для принтера, деякі шампуні, клей, кетчуп і кров. Досі це було не під силу жодній «отталкивающему» покриттю.
Дослідники відпрацювали технологію нанесення такого покриття методом електропряденія, який взагалі використовується для отримання нанорозмірних полімерних волокон з розчину. Рідина рівномірно насосом подається на голку, що виконує роль одного з електродів, тоді як другим працює збираюча пластина. На голці частки рідини отримують заряд і спрямовуються до пластині, витягаючись в найтоншу струмінь. При цьому русі розчинник випаровується і утворюється тонка рівне волокно, оседающее на пластині пористим шаром.
Автори використовували метод для покриття невеликих поверхонь і шматочків тканин сумішшю пружних пластикових частинок полідиметилсилоксан і спеціальних нанорозмірних кубічних частинок, що містять вуглець, фтор, кремній і кисень.
Втім, для прояву дивних властивостей матеріалу структура не менш важлива, ніж хімічний склад. У процесі нанесення частки закривають пори в підкладці, але замість них самі утворюють поверхневий пористий шар. Тонкі нитки формують матеріал, що складається з повітряних мішків на 95-99% за об'ємом.
Виходить, що взаємодіє з ним рідина насправді залишається буквально «висить у повітрі», лише злегка спираючись на тверді волокна і частинки. Невелика площа прямого контакту з ними забезпечує виняткову слабкість міжмолекулярних взаємодій між рідиною і матеріалом і призводить до того, що крапля майже не змінює своєї сферичної форми і моментально скочується геть.