Vedci vytvorili najviac vodeodolný povrch na svete: Ako táto technológia funguje?
V rámci novej štúdie predstavili výskumníci nový druh hydrofobickej vrstvy, ktorá funguje na molekulárnej úrovni.
Vedci z Aalto University vo svojej novej práci vytvorili nový druh hydrofobického povrchu, ktorý pomáha odpudzovať vodu. Tento výskum nám pomáha lepšie pochopiť ako funguje trenie medzi pevnými povrchmi a vodou.
Výskumníci prinášajú nový spôsob, ako študovať kĺzavosť vodnej kvapky na molekulárnej úrovni. Táto nová technika by mohla nájsť uplatnenie v rade rôznych odvetví, od automobilového a morského priemyslu až po mestskú infraštruktúru.
“Všade okolo nás voda interaguje s pevnými povrchmi prakticky neustále. Varenie, prepravný priemysel, optika či stovky iných aplikácií sú ovplyvnené tým, ako sa voda priľne na povrch, alebo ako sa po ňom kĺže. Pochopiť molekulárne dynamiky týchto mikroskopických kvapôčok pomáha vedcom a inžinierom nájsť nové spôsoby ako vylepšiť domáce a priemyselné technológie,” píšu vedci.
Najviac vodeodolný povrch na svete
V rámci novej štúdie vedci objavili spôsob, ako vytvoriť molekulárne väzby, ktoré sú síce vysoko mobilné, no kovalentne pripevnené k substrátom. V praxi to znamená, že pevným povrchom dávajú kvality kvapalných povrchov a slúžia ako vrstva lubrikantu medzi kvapôčkami a povrchom. Autori štúdie túto vrstvu vytvorili na povrchu silikónovej vrstvy.
“Naša práca je prvou, v rámci ktorej sa podarilo na nanometrovej úrovni vytvoriť molekulárne heterogénne povrch. Opatrným nastavením podmienok, napríklad tepoty a obsahu vody v reaktore sme dokázali vyladiť koľko povrchu bude monovrstva pokrývať,” tvrdí vedúci štúdie, Sakari Lepikko.
Autori štúdie poukazujú aj na to, že mimoriadna kĺzavosť vodných kvapôčok fungovala aj keď bola vrstva hydrofobického materiálu tenká, čo bolo pre nich neintuitívne. Vodeodolnosť fungovala výnimočne dobre v dvoch prípadoch, keď bola vrstva materiálu, ktorý vedci označili ako SAM (pozn. redakcie: Self-assembled monolayers), tenká alebo hrubá. V týchto dvoch bodoch sa povrch stáva najviac homogénnym. Medzi týmito bodmi sa však voda drží SAM vrstvy a tým pádom aj povrchu.
Keď to však funguje, autorom štúdie sa podarilo vytvoriť najviac vodeodolný povrch, aký na svete existuje. Autori veria, že tento povrch by sme mohli využiť pri samočistiacich povrchoch, ale aj pri sklách, ktoré nebudú zamŕzať, a ani sa zahmlievať.
Neprehliadnite
V nasledujúcich krokoch výskumníci budú na vrstve SAM pracovať aj naďalej, pričom sa pokúsia vylepšiť samotnú vrstvu. Najväčším nedostatkom vrstvy je momentálne to, že je pritenká. Znamená to, že v prípade fyzického kontaktu sa mimoriadne ľahko zotrie. Výskumom však vedci môžu nájsť spôsoby, ako vytvoriť odolnejšie a praktickejšie vrstvy. Výskum teda pokračuje aj naďalej a hoci materiál vykázal mimoriadny prísľub do budúcna, o praktickom uplatnení zatiaľ hovoriť nemožno. Až po vychytaní nedostatkov by mohol nájsť využitie nielen v domácnosti, ale aj v priemysle. Zároveň bude zaujímavé sledovať, kam sa s týmto novým objavom posunú ďalej.
Komentáre