Ученые разработали гибкий супергидрофобный материал

Японским ученым удалось разработать новый супергидрофобный материал, сохраняющий водоотталкивающие свойства даже после 1000 циклов сгибания, трения. Он хорошо перенес нанесение царапин, скручивания и порезы.

Особенности структуры

Вещество представляет собой суспензию из микрочастиц оксида цинка имеющих звездообразную форму. Дополнительную упругость веществу придает покрытие из полидиметилсилоксана. Аналогичные по форме частицы придают гидрофобность коже морских ежей. Именно ее структуру повторили японские исследователи.

В природе такие структуры достаточно широко распространены. С их помощью растения защищаются от проникновения микроорганизмов, а также скопления загрязнений на листьях. Многие бабочки защищают при помощи таких веществ свои крылья от намокания.

Процесс получения

Для получения этого материала ученые смешали микрочастицы оксида цинка и полимер в соотношении 1:1. Затем смесь тщательно перемешивали в течение 10 минут и нанесли на покрытую тефлоном бумагу. Состав постепенно высыхал в течение недели при комнатной температуре. Все это, конечно, под пристальным наблюдением с помощью зондовых микроскопов.

Причем композит можно наносить на множество поверхностей. С его помощью удалось придать гидрофобные свойства обычной бумаге, резине, стеклу, металлическим изделиям. Но тестирование механической устойчивости проводилось именно с покрытой композитом бумагой с тефлоном.

Свойства

Супергидрофобные материалы отличаются исключительными водоотталкивающими характеристиками. Это связано с большим углом смачивания – более 150 градусов. Плотность нового материала составляет менее 1/10 г/см3. Это в десятки раз меньше чем у обычного порошка оксида цинка. Такая низкая плотность связана с наличием множества микропор.

Повышенная устойчивость к механическим воздействиям объясняется наличием полимера, он обволакивает частицы оксида цинка, выполняя защитную и связывающую функцию.

К другим интересным атрибутам можно отнести сохранение гибкости в достаточно широком диапазоне температур (от -30 до 110 С). Учитывая устойчивость к механическим воздействиям такие характеристики открывают широкие перспективы для использования этой субстанции.

Перспективы применения

Подобные супергидрофобные составы используются в производстве защит от обледенения, водоотталкивающих материалов. Также они могут пригодиться для оптимизации процессов передачи тепла.

Простой в изготовлении, дешевый и устойчивый супергидрофобный состав, созданный японскими исследователями позволит удешевить производство таких изделий и заметно улучшить их свойства.

Источник - https://nanoafm.ru/