На Северном Кавказе создали новое водоотталкивающее покрытие

Специалисты СКФУ разработали новое водоотталкивающее покрытие на основе растительных компонентов и кремния, результаты исследования которого были опубликованы в журнале Polymers for Advanced Technologies.

Это покрытие предназначено для защиты различных поверхностей от обводнения, которое может привести к негативным последствиям, таким как запотевание и обледенение.

Согласно ученым СКФУ, обводнение поверхности может вызвать химические реакции компонентов материала, что существенно сокращает срок службы изделий. Поэтому важно применять специальные водоотталкивающие покрытия при производстве зонтов, обуви, дождевиков, а также для обработки стекол автомобилей и оптических линз.

Эти инновационные составы также могут быть использованы для защиты промышленного оборудования, обеспечивая его механическую целостность на протяжении длительного времени. Таким образом, разработка водоотталкивающих покрытий открывает новые перспективы в области защиты различных поверхностей от негативных воздействий влаги.

В современном мире все больше внимания уделяется разработке материалов с высокой гидрофобностью, способных отталкивать воду. Гидрофобные поверхности обладают способностью не допускать растекания воды, вместо этого заставляя ее собираться в каплю или сферу. Ученые отмечают, что вода на таких поверхностях не образует обычную каплю, как на дереве или металле, а принимает форму шарика, который легко скатывается под воздействием силы тяжести.

Исследователи из высших учебных заведений указывают на основной недостаток существующих водоотталкивающих покрытий - их нестабильность и быстрый износ при постоянном контакте с жидкостями. Это обстоятельство, а также высокие издержки на производство гидрофобных материалов, побуждают специалистов искать более доступные и долговечные альтернативы.

Новый состав гидрофобного покрытия, разработанный учеными СКФУ, основан на сочетании оксида кремния (SiO2) и компонентов древесных смол. Эти компоненты не только стабилизируют кремниевые сферы, но и способствуют равномерному распределению "центров отталкивания" воды.

Проведя моделирование взаимодействий микросфер оксида кремния с основными кислотами в смолах, ученые выяснили, что наилучший результат достигается при использовании кедровой смолы. Добавление всего лишь 0,1 процента этого компонента в покрытие позволяет достичь угла смачивания в 131 градус, что сравнимо с коммерческими аналогами. Директор Института перспективной инженерии СКФУ Андрей Блинов подчеркнул значимость этого открытия для развития новых материалов и технологий.

Угол смачивания – это важный параметр, определяющий взаимодействие гидрофобных покрытий с водой. Он показывает, под каким углом капля прилегает к поверхности, и чем он больше, тем лучше отталкивание воды. Например, для древесины этот угол обычно составляет от 10 до 25 градусов, а для стекла – от 5 до 35 градусов.

Интересно, что первоначальное моделирование предполагало, что покрытия на основе оксида кремния и березовой смолы будут иметь отличные свойства, но на практике они показали противоположный эффект, как отметил Блинов. Важно учитывать не только теоретические расчеты, но и результаты реальных испытаний при выборе гидрофобных покрытий.

Исследователи вуза планируют провести исследование механизмов, которые способствуют усилению гидрофобных свойств частиц оксида кремния. Они также намерены дальше развивать изученные гидрофобные покрытия. Этот проект был осуществлен благодаря поддержке Фонда содействия инновациям и Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.

Исследование механизмов усиления водоотталкивающих свойств частиц оксида кремния представляет собой важный этап в развитии новых материалов. Предполагается, что результаты этого исследования могут применяться в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная защита от влаги.

Кроме того, благодаря поддержке со стороны Фонда содействия инновациям и Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, ученые смогут провести более глубокие исследования и добиться значительных результатов в области создания новых гидрофобных материалов.

Источник и фото - ria.ru