Учёные Северного Кавказа изобрели альтернативное водоотталкивающее покрытие
В Северо-Кавказском федеральном университете (СКФУ) было разработано новое водоотталкивающее покрытие с помощью технологии наноматериалов. Учёные создали его на основе смол берёзы, сосны, кедра и кремния. Альтернативное вещество может применяться для обработки одежды и зонтов, а также стекол.
Учёные отметили, что основным недостатком современных водоотталкивающих покрытий является их нестабильность и быстрое снижение потребительских свойств при постоянном контакте с жидкостями. Научный коллектив федерального университета поставил себе задачу найти более доступную по себестоимости и устойчивую водоотталкивающую альтернативу.
Задача исследовательской работы была определена так: создание гидрофобного средства на основе микросфер SiO2, гидрофобизированных смоляными кислотами натуральных камедей для защиты различных поверхностей.
– Мы получили покрытия на основе смол берёзы, сосны и кедра, предварительно проведя моделирование взаимодействий микросфер оксида кремния с основными кислотами в смолах. Наилучший результат показала кедровая смола: при внесении в покрытие 0,1 процента мы достигли угла смачивания в 131°, то есть состав находится на уровне коммерческих аналогов, – пояснил директор института перспективной инженерии СКФУ, доцент, кандидат технических наук Андрей Блинов.
Он также отметил, что угол смачивания – одна из ключевых характеристик гидрофобных покрытий, которая показывает наклон стенки капли к водоотталкивающей поверхности. Например, для древесины он варьируется в диапазоне 10°–25°, для стекла в естественных условиях – от 5° до 35°. Чем этот угол больше, тем ниже смачиваемость поверхности и больше отталкивающая способность.
Гидрофобность этих материалов достигается благодаря способности предотвращать растекание воды: на покрытых водоотталкивающим веществом поверхностях вода не образует такие же капли, как на дереве или металле, а собирается в форме сфер. При наклоне такие водяные «шарики» скатываются под действием силы тяжести.
Учёные СКФУ провели исследование нового состава гидрофобного покрытия, основанного на диоксиде кремния (SiO2), который получают с помощью технологий наноматериалов.
Вода на поверхности приводит к химическим реакциям с компонентами материала, что значительно сокращает срок службы изделий и может вызывать их запотевание и обледенение.
Авторы изобретения считают, что новое вещество может применяться в производстве зонтов, обуви, дождевиков, а также для обработки лобовых стекол автомобилей, оптических линз очков и другого технического оборудования из стекла.
В перспективе научный коллектив СКФУ планирует исследовать механизмы усиления водоотталкивающих свойств частиц оксида кремния и далее совершенствовать гидрофобные покрытия.
Работа выполнена при поддержке Фонда содействия инновациям и Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.
По вопросам сотрудничества в области разработки и реализации научных проектов в СКФУ можно обращаться в Центр трансфера технологий.