211service.com
Samoczyszczące, nieparujące szyby przednie
Nowa powłoka, która zmienia swoją strukturę w zależności od tego, czy ma kontakt z olejem, czy wodą, może zapobiec parowaniu szyb lub gromadzeniu się tłustych osadów. Powłoka została opracowana na Purdue University i zgłoszona na zeszłotygodniowym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.
Zobacz wyraźnie: Kiedy woda skrapla się na szkle, może tworzyć maleńkie krople, które utrudniają przejrzenie powierzchni. Nowa powłoka powoduje, że takie kropelki rozchodzą się, tworząc przezroczysty arkusz. Powłoka również odpycha olej.
Upuść wodę na powierzchnię potraktowaną powłoką i szybko się rozprowadzi, tworząc cienką warstwę. To działanie zapobiega tworzeniu się maleńkich kropelek wody, które tworzą mgłę. Dodaj jednak olej, a powierzchnia zareaguje w odwrotny sposób, odpychając olej i powodując jego zbrylanie. Każdy olej, który sam nie spływa, można łatwo zmyć wodą, dzięki czemu kierowca nie będzie musiał używać mydła.
Zachowanie oleju i wody na powłoce jest niezwykłe, ponieważ w przypadku tego materiału olej zbiera się bardziej niż woda. Zazwyczaj jest odwrotnie: większe napięcie powierzchniowe wody powoduje, że gromadzi się ona bardziej niż olej.
Chociaż dokładne mechanizmy zachodzące nie zostały jeszcze potwierdzone, jasne jest, że to, co sprawia, że powłoka działa w tak niezwykły sposób, to fakt, że są to dwie powierzchnie w jednej, zdolne do zmiany swojej struktury w zależności od tego, czy ma ona kontakt z olejem czy wodą. Powłoka składa się z łańcuchów polimerowych, chemicznie przymocowanych do szklanej powierzchni jak włosie pędzla. Te polimery są elastyczne i mogą zmieniać kształt. Gdy tak się dzieje, segmenty o odmiennych właściwościach chemicznych mogą wypłynąć na powierzchnię. Naukowcy z Purdue sugerują, że jedną z możliwości jest to, że te polimery zmieniają się w zależności od sposobu, w jaki różne segmenty są przyciągane lub odpychane przez olej lub wodę. Gdy olej jest obecny, segment polimeru, który powoduje zbrylanie się płynów, unosi się na powierzchnię powłoki. Ale kiedy woda jest obecna, ten segment wycofuje się z powierzchni, pozwalając wodzie się rozproszyć.
To z pewnością sprytny sposób, mówi Michael Rubner, profesor inżynierii materiałowej na MIT. Jak mówi, nowa powłoka badaczy Purdue ma wyjątkową pozycję, aby móc dostosować się do środowiska.
Powłoka może być szczególnie przydatna na wewnętrznej stronie szyb samochodowych, mówi Jeffrey Youngblood, profesor inżynierii materiałowej w Purdue, który kierował pracami. Śladowe ilości oleju, pochodzące np. z zabiegów ochronnych na wewnętrznych powierzchniach samochodu, przywierają do szkła, zmieniając energię powierzchniową szkła i zwiększając jego skłonność do parowania. Powłoka zarówno odpychałaby olej, jak i zapobiegałaby tworzeniu się kropelek wody z mgły. Właściwości powłoki mogą być również przydatne w filtrach. Nałożony na porowatą krzemionkę umożliwia przepływ wody, ale podnosi barierę dla oleju. Może to być przydatne do usuwania wycieków oleju.
Aby wykonać powłokę, naukowcy opracowali sposób kowalencyjnego wiązania Zonyl FSN-100, materiału wytwarzanego przez DuPont, z powierzchnią szkła. Chociaż proces ten sprawdził się w testowaniu właściwości systemu, jest zbyt kosztowny w przypadku produkcji na dużą skalę. Youngblood i jego koledzy opracowują obecnie tańsze techniki natryskiwania lub nakładania wałkiem do wytwarzania powłoki.
Przyszłe kroki obejmą również modyfikację składu chemicznego, tak aby powłoka działała z różnymi rodzajami olejów oprócz testowanego do tej pory oleju na bazie ropy naftowej. W końcu możliwe będzie stworzenie powłoki opartej na podobnych mechanizmach, która odpycha odciski palców, co ułatwia utrzymanie w czystości okularów i wyświetlaczy telefonów komórkowych.