Аниш Тутея, доцент материаловедения и приборостроения в Мичиганском университете, недавно возглавил исследование омнифобного покрытия – «все отталкивающего» – которое возможно будет использован для обеспечения способности кораблей скользить по воде с гораздо меньшим трением, чем другие суда.
Чаще всего исследования в этой области концентрируются на комбинировании наиболее водоотталкивающего наполнителя с одинаково прочной полимерной матрицей. Вместо этого исследовательская группа, изучив значительное количество данных для химических веществ, попробовала найти наилучшую комбинацию, математически предсказывая, как два элемента будут работать в сочетании.
Всё водоотталкивающее
В процессе исследования команда обнаружила, что свойство, называемое «ограниченная растворимость» – или способность двух веществ смешиваться определённым образом – является более важным, чем срок службы или отталкивающая способность.
Согласно пресс-релизу Мичиганского университета, создание оптически чистого, универсального покрытия, которое также было бы достаточно однородным, чтобы отталкивать спирты и масла, представляло собой уникальную задачу. Исследователям было необходимо найти подходящий отталкивающий компонент и связующее вещество с необходимым количеством смешивающейся способности, а также способность держаться на различных подложках.
В итоге команда обнаружила, что смесь фторированного полиуретана и специальной гидроотталкивающей молекулы, называемая F-POSS, сделала то, что было необходимо – смесь можно распылять, намазывать, наносить методом погружения или методом центрифугирования на целый ряд поверхностей.
«Водоотталкивающее средство и связующее вещество смешиваются достаточно хорошо для создания прозрачного покрытия, но между ними очень небольшое количество фазового разделения», – говорит Мэтью Бобан, научный сотрудник и соавтор проекта. «Это разделение позволяет F-POSS как бы “всплыть” на поверхность и образовать отличный водоотталкивающий слой».
Тутея отметил, что к моменту появления покрытия на массовом рынке оно, вероятно, будет недорогим. Сейчас F-POSS является редким и дорогостоящим, но при его массовом производстве, стоимость снизится.
Исследование финансировалось Управлением научных исследований ВВС США, Управлением военно-морских исследований и Национальным научным фондом. Мичиганский университет и ВВС США совместно подали заявки на патент, связанный с данной технологией.
Исследователи надеются, что покрытие будет готово к использованию в «мелкомасштабных» военных и гражданских проектах в течение ближайших двух лет.
