На Северном Кавказе создали новое водоотталкивающее покрытие
Исследование результатов данной разработки было опубликовано в журнале Polymers for Advanced Technologies.
Эксперты Северо-Кавказского федерального университета подчеркнули, что обводнение поверхности может привести не только к химическим реакциям компонентов материала, что существенно сокращает срок службы изделий, но также способствует их запотеванию и обледенению.Одним из применений водоотталкивающих покрытий является их использование при производстве зонтов, обуви, дождевиков, а также для обработки лобовых стекол автомобилей, оптических линз очков и технического оборудования. Кроме того, такие составы могут быть нанесены на поверхности промышленного оборудования для защиты от повреждений и сохранения механической целостности.Водоотталкивающие материалы обладают способностью предотвращать растекание воды благодаря своей гидрофобности. На таких поверхностях вода не образует обычной капли, а скапливается в форме сферы, стремясь собраться вместе. Ученые объяснили, что если гидрофобная поверхность наклонена, водные "шарики" будут скатываться под воздействием силы тяжести.Однако, специалисты из высшего учебного заведения выделили главный недостаток существующих водоотталкивающих покрытий - их нестабильность и быстрый износ при постоянном контакте с жидкостями. Именно поэтому ученые исследуют более доступные и устойчивые водоотталкивающие материалы, чтобы преодолеть высокую стоимость производства гидрофобных покрытий.Новый состав гидрофобного покрытия, разработанный учеными СКФУ, основан на сочетании оксида кремния (SiO2) и компонентов древесных смол. Эти компоненты выступают в роли стабилизаторов кремниевых сфер, обеспечивая равномерное распределение "центров отталкивания" воды.Проведя моделирование взаимодействий микросфер оксида кремния с основными кислотами в смолах, ученые использовали смолы березы, сосны и кедра для создания покрытий. Особенно хорошие результаты показала кедровая смола: при добавлении всего 0,1 процента в покрытие удалось достичь угла смачивания в 131 градус, что сравнимо с коммерческими аналогами. "Наша работа открывает новые перспективы в области разработки гидрофобных материалов на основе нанотехнологий и натуральных компонентов", — подчеркнул директор Института перспективной инженерии СКФУ Андрей Блинов.Угол смачивания, как пояснил специалист, является одной из важнейших характеристик гидрофобных покрытий. Он отражает наклон стенки капли к поверхности, отталкивающей воду. Например, для древесины этот угол может колебаться от 10 до 25 градусов, а для стекла в натуральных условиях – от 5 до 35 градусов. Чем больше этот угол, тем менее промокаема поверхность и выше ее отталкивающая способность.Интересно, что согласно первоначальному моделированию, покрытия на основе оксида кремния и березовой смолы должны были показать отличные результаты. Однако на практике такое сочетание материалов привело к обратному эффекту, как отметил Блинов. Возможно, это связано с особенностями взаимодействия компонентов или другими факторами, требующими дальнейшего изучения и корректировки методов анализа.Исследование механизмов усиления водоотталкивающих свойств частиц оксида кремния - одна из ключевых задач, над которой работают специалисты вуза. Они стремятся не только улучшить гидрофобные покрытия, но и расширить свои знания в этой области.
Поддержка Фонда содействия инновациям и Министерства промышленности и торговли Российской Федерации играет важную роль в реализации этого проекта. Благодаря этому сотрудники вуза могут проводить более глубокие исследования и добиваться новых результатов.
Планируется дальнейшее совершенствование гидрофобных покрытий на основе оксида кремния, что позволит расширить область их применения и повысить эффективность защиты поверхностей от влаги и загрязнений. Этот процесс требует постоянного внимания к деталям и тщательного анализа полученных данных.
Источник и фото - ria.ru
