Прозрачное, долговечное покрытие отталкивает любую жидкость

Наши телефоны всегда с нами, что обычно не спасает их от пролитых напитков или дождя. Но теперь команда в Мичиганском университете разработала прочное, прозрачное покрытие, которое могло бы помочь телефонам или любой поверхности, если на то пошло, отражать практически любую жидкость.
Применительно к стеклу новое покрытие легко смывает ливень гексадеканового масла
Применительно к стеклу новое покрытие легко смывает ливень гексадеканового масла

На протяжении многих лет команда Мичигана во главе с Анишем Тутехой разработала широкий спектр жидкостно-отталкивающих покрытий, включая самовосстанавливающиеся супергидрофобные материалы, резиновые покрытия для льда и суперомнифобическое покрытие, которое, как сообщается, могло противостоять практически любой жидкости.

Основываясь на тех годах предыдущих исследований, команда приступила к созданию нового всемогущего покрытия, которое было более долговечным, чем прошлые итерации, и было достаточно ясным для использования на сенсорных экранах, дисплеях и окнах. Балансировка этих трех ключевых свойств — сила, прозрачность и репеллентность — была проблемой, но команда обнаружила, что самым важным фактором является выбор ингредиентов, которые смешиваются в правильном направлении.

«Вы можете отражать воду шероховатой поверхностью, которая создает крошечные карманы воздуха между водой и поверхностью, но эти поверхности не всегда отражают масла или спирты из-за их более низкого поверхностного натяжения», — говорит Тутея. «Нам нужна была очень гладкая поверхность, которая как можно меньше взаимодействует с различными жидкостями, и нам также нужны ингредиенты, которые очень хорошо смешиваются, потому что слишком большое разделение фаз между ингредиентами будет рассеивать свет».

Вместо метода проб и ошибок команда использовала алгоритмы в большой библиотеке химических веществ, чтобы предсказать, как они будут вести себя при смешивании. В конце концов они обнаружили, что идеальным рецептом является фторированный полиуретан и молекула по имени F-POSS, что отлично подходит для отражения жидкостей.

«Репеллент и связующее смешиваются достаточно хорошо, чтобы сделать прозрачное покрытие, но между ними существует очень небольшое разделение фаз», — говорит автор статьи на бумаге Мэтью Бобан. «Это разделение позволяет F-POSS сортировать поплавок на поверхности и создавать приятный отталкивающий слой».

Покрытие можно распылять, намазывать, окунать или покрывать спинкой на ряд типов поверхности, и как только оно высыхает, образуется прочный прозрачный слой, который плотно связан с подстилающей поверхностью. В то время как фторированный полиуретан является доступным и дешевым, F-POSS сложнее, но исследователи говорят, что в другой работе рассматривается, как производить массу молекул, что должно привести к недорогому покрытию.

По словам команды, покрытие может использоваться в телефонных и компьютерных дисплеях, объективах для фотоаппаратов, столешницах и столах, полах, стенах, окнах и почти в любом другом месте, где может потребоваться защита от жидкостей. Более творческое использование может включать повышение эффективности холодильного оборудования, оборудования для переработки нефти и всего остального, что работает через конденсацию.

Прежде чем использовать его широко, однако, исследователи проводят дальнейшую работу, чтобы гарантировать, что покрытие нетоксично.

Исследование было опубликовано в журнале ACM Applied Materials & Interfaces, а покрытие показано в видео ниже.

 

Источник: University of Michigan

Поделиться:

ИванАвтор

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *