На Северном Кавказе создали новое водоотталкивающее покрытие

Важность разработки водоотталкивающих покрытий на основе растительных компонентов и кремния подчеркнули специалисты СКФУ, чьи результаты были опубликованы в журнале Polymers for Advanced Technologies.

Обводнение поверхности, как рассказывают ученые, может привести не только к химическим реакциям компонентов материала и сокращению срока службы изделий, но и к их запотеванию и обледенению.

Именно поэтому водоотталкивающие покрытия широко применяются при производстве зонтов, обуви, дождевиков, обработке лобовых стекол автомобилей, а также на оптических линзах очков и техническом оборудовании. Кроме того, такие составы используются для защиты поверхностей промышленного оборудования, обеспечивая его механическую целостность.

Поддерживая инновации в области водоотталкивающих материалов, ученые продолжают исследования для улучшения эффективности и долговечности таких покрытий. Новые технологии в этой области могут привести к созданию более устойчивых и долговечных изделий, что важно как для повседневного использования, так и для промышленных целей.

Исследования показывают, что гидрофобные материалы обладают способностью отталкивать воду, не позволяя ей растекаться. Это достигается за счет изменения формы капли воды на таких поверхностях - вместо плоской капли она собирается в сферу. Ученые объясняют, что даже под наклоном вода на гидрофобной поверхности образует "шарики", которые легко скатываются.

Важно отметить, что основной проблемой существующих водоотталкивающих покрытий является их нестабильность и быстрый износ при постоянном воздействии жидкости. Поэтому специалисты активно ищут более доступные и долговечные альтернативы гидрофобным покрытиям. Высокая стоимость производства таких материалов также стимулирует поиск новых решений в этой области.

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 более равномерное распределение "центров отталкивания" воды.

Проведенное моделирование взаимодействий микросфер оксида кремния с основными кислотами в смолах показало, что кедровая смола демонстрирует наилучший результат. Добавление всего лишь 0,1 процента этой смолы в покрытие позволило достичь угла смачивания в 131 градус, что соответствует уровню коммерческих аналогов. Директор Института перспективной инженерии СКФУ, Андрей Блинов, подчеркнул важность этого достижения и потенциал нового состава для применения в различных областях.

Гидрофобные покрытия имеют важную характеристику, называемую углом смачивания. Этот угол показывает, под каким наклоном стенка капли располагается к водоотталкивающей поверхности. Например, для древесины угол смачивания обычно составляет от 10 до 25 градусов, а для стекла – от 5 до 35 градусов. Чем больше этот угол, тем меньше поверхность смачивается и тем сильнее она отталкивает воду.

Интересно, что согласно первоначальному моделированию, покрытия на основе оксида кремния и березовой смолы должны были дать отличные результаты. Однако, как отметил Блинов, в реальности такое сочетание материалов привело к обратному эффекту. Возможно, это связано с особенностями взаимодействия компонентов или другими факторами, требующими дополнительного изучения.

Для дальнейшего улучшения гидрофобных покрытий, специалисты вуза намерены провести исследования по механизмам усиления водоотталкивающих свойств частиц оксида кремния. Это позволит им добиться более эффективных результатов в области гидрофобных материалов. Работа над проектом осуществлялась при поддержке Фонда содействия инновациям и Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.

Источник и фото - ria.ru