Visiškai atstumiantis: spartus ir paprastas būdas paversti paviršius neišvengiamai švariais

Paviršiai, atstumiantys įvairiausią purvą ir grafičius, kuriuos lengva valyti, ant kurio skysčiai susirenka į lašelius ir nurieda (kaip dažnai minimi lotoso žiedai), yra inžinierių ir mokslininkų pageidavimų sąrašo viršuje. Tačiau nei viena anksčiau sukurta technologija itin sėkminga nebuvo. Žurnale Angewandte Chemie amerikiečių mokslininkai pristatė naują, labai greitai ir paprastai pritaikomą, permatomos, purvą atstumiančios dangos gavimo metodą. Danga atstumia tiek vandenį, tiek aliejingus skysčius ir stabili aukštame slėgyje bei temperatūroje.

Skysčius atstumiančių paviršių tyrimai vyksta jau ne vieną dešimtmetį. Iš pradžių buvo gaminamos dangos, naudojant fluoropolimerus (pvz. tefloną) ir silikonus. Vėliau tyrėjai bandė mėgdžioti gamtoje esančias paviršių mikro- ir nanostruktūras. Tačiau skysčiai vis vien gali įsiskverbti, jeigu veikia didesniu slėgiu, tarkime, kai lašai susiduria su paviršiumi dideliu greičiu. Nuo tokio delikataus paviršiaus praktiškai neįmanoma pašalinti riebių apnašų. Be to, tokius paviršius lengva subraižyti, ant jų gali gyvent mikroorganizmai. Trečiąjį metodą, kai lanksčios grandinės prikimba prie paviršiaus, bet elgiasi kaip skystis, pasirodė labai sudėtinga įgyvendinti.

Liming Wang ir Thomas J. McCarthy Massachusettso universitete (JAV) sukūrė paprastą tokių SOCAL (angl. slidus, omnifobinis, kovalentiškai pritvirtintas skystis) paviršių gavimo metodą. Stiklą galima padengti per kelias minutes: pamerkti, išdžiovinti ir nuskalauti. Ši omnifobinė danga atstumia visokius skysčius. Tirpale yra siloksano monomeras (Me2Si(OMe)2) ir sieros rūgšties tirpalas izopropanolyje. Kai objektas pamerkiamas į skystį, ant jo paviršiaus susidaro plonas skysčio sluoksnis, kuris džiūdamas polimerizuojasi. Katalizuojamos sieros rūgštimi, susidaro polidimetilsiloksano (PDMS) grandinės, tvirtai prisijungiančios prie paviršiaus. PDMS yra biologiškai nepavojingas silikono aliejus, naudojamas ir medicinoje.

Danga labai homogeniška, kas itin svarbu omnifobiškumui. Tiek vandens, tiek ir organiniai skysčiai nuo padengtų paviršių nuslysta, nepalikdami pėdsako, netgi esant labai mažam nuolydžio kampui. Net menkiausio grandžių judesio pakanka bet kokių kliūčių pašalinimui iš riedančio skysčio lašo kelio. Heksanas nurieda, esant vos 1° nuolydžiui, nors jo paviršiaus įtempimas mažesnis, nei PDMS.

Naujoji danga yra skaidri, termiškai stabili ir tvirta. Jos puikios omnifobinės savybės išlieka netgi po metų saugojimo. Kadangi šią dangą sukurti taip paprasta, jos pramoninis naudojimas turėtų būti praktiškas.

Wiley
phys.org


 

   

Facebook komentarai