Ученые Университета Райса, Университета Суонси, Бристольского Университета и Университета Ниццы — Софии Антиполис, разработали новый класс материала на основе гидрокарбона, который, как они говорят, может быть «зеленым» заменителем материалов на основе фторуглерода, применяемых в настоящее время для отталкивания воды.
Химик из Университета Райса Эндрю Баррон (Andrew Barron), лидирующий исследование, говорит, что команда черпала вдохновение из листьев лотоса, поверхность которого считается примером наилучшей гидрофобной поверхностью из известных, и что на самом деле, она состоит из определенной иерархии двойных структур в на микроскопическом и нано уровне.
«В листе лотоса эти структуры образованы благодаря бугоркам в слое эпидермиса и эпикутикулярному воску сверху», сказал он. «В нашем материале есть микроструктуры, созданные с помощью агломерации наночистиц алюминия, имитирующих бугорки и разветвленных органических частиц, имитирующих эффект эпикутикулярного воска».
Для того, чтобы создать эти структуры, синтезированные наночастицы оксида алюминия были покрыты модифицированными карбоновыми кислотами, которые содержат «сильно разветвленные углеводородные цепи». Эти колосовидные структуры, которые делают поверхность шероховатой, удерживают слой воздуха, чтобы уменьшить контакт между каплями воды и поверхностью, заставляя воду соскальзывать.
Супергидрофобные материалы определяются как имеющие угол контакта с водой более 150 градусов, где 0 градусов это лужа, а 180 градусов это сфера воды просто касающаяся поверхности в одной точке. Материал исследовательской группы достигает угла в 155 градусов, попадая в один список к первоклассным покрытиям на основе фторуглерода.
Баррон говорит, что покрытие может идеально подходить для морских применений, где нужен более экологичный материал для защиты подводной жизни. Ученый также утверждает, что материал может быть прочнее, чем конкурирующие покрытия.
«Текстурированные поверхности других супергидрофобных покрытий часто повреждаются, тем самым уменьшая гидрофобные свойства», сказал он. «Наш материал имеет более случайную иерархическую структуру, которая может выдержать повреждения и сохранить свои свойства».