Новые экологически безопасные и водостойкие покрытия

Группа ученых обнаружила новый метод создания сверхтонких поверхностных покрытий. Это водостойкие, самовосстанавливающиеся и достаточно твердые покрытия, устойчивые к царапинам и вмятинам. Новый материал был разработан путем объединения технологий тонких пленок и самовосстановления.

Исследование, проведенное Ненадом Мильковичем, профессором в области механики и проектирования, и Кристофером Эвансом, профессором в области материаловедения и проектирования, из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, позволило ученым создать новое сверхтонкое поверхностное покрытие. Согласно данному исследованию, способность специального полимера, содержащего в своей основной цепи сеть динамических связей, к быстрому испарению способствует образованию водостойкого самовосстанавливающегося покрытия наноразмерной толщины. Более того, это достаточно прочное покрытие, устойчивое к царапинам и вмятинам.

Новый материал, разработанный путем объединения технологий тонких пленок и самовосстановления, имеет широкий спектр потенциальных применений, включая самоочищающиеся, противообледенительные, противотуманные, антибактериальные, противообрастающие и теплопередающие покрытия.

Паровая турбина.

Цель исследования

Главной целью группы исследователей было повышение эффективности паротурбинных электростанций, являющихся самыми крупными генераторами электричества в мире, путем использования данного типа покрытий на конденсаторах. «Покрытия, нанесенные на поверхности конденсаторов, делают их более водостойкими и эффективными в образовании капель воды, что оптимизирует передачу тепла», — говорит Цзинчэн Ма, научный сотрудник и ведущий соавтор исследования.

По словам исследователей, тонкие покрытия, используемые на паротурбинных электростанциях, могут оказаться недолговечными. Покрытия разрушаются за неделю, а иногда — всего за несколько часов. Такой короткий срок службы делает использование подобных покрытий на практике очень проблематичным. Последние 80 лет это основная проблема в машиностроении и материаловедении, поскольку, хотя более толстые покрытия более долговечны, большая толщина снижает теплопередачу и лишает покрытия дополнительных преимуществ.

Предыдущие исследования показали, что большинство сверхтонких покрытий имеют точечные отверстия после отверждения на поверхности. Пар проникает в эти отверстия, что приводит к постепенному отслаиванию покрытия. Поэтому ученые стремились разработать тонкое водостойкое покрытие без дефектов и повысить общую энергетическую эффективность паротурбинных электростанций на несколько процентов. Материал под названием dyn-PDMS можно с легкостью наносить методом погружения на различные поверхности (кремний, алюминий, медь, сталь).

«Самовосстанавливающиеся материалы самостоятельно возвращают себя в рабочее состояние. Мы обнаружили, что можно успешно использовать восстановление, обеспечиваемое динамическими связями, чтобы покрытия ремонтировали себя сами при царапании или для предотвращения увеличения точечных отверстий», — говорит Эванс. «Одна из причин, почему нам удается получать такие тонкие слои, заключается в том, что применяемые растворители очень быстро испаряются, оставляя только полимер», — продолжает профессор. «После отверждения материал очень быстро восстанавливает сам себя от царапин, настолько быстро, что в реальном времени это даже незаметно. При использовании большого количества материала мы не видим таких особенностей, только при применении тонких покрытий, и в этом вопросе еще предстоит разобраться».

Слева направо: аспирант Элли Порат, профессор Ненад Милькович, профессор Кристофер Эванс и научный сотрудник Цзинчэн Ма.

Под ред. Иллинойсского университета Урбана-Шампейн (штат Иллинойс, США) nmiljkov@illinois.edu

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Магнитная краска удаляет пятна и уничтожает патогенные микроорганизмы
Магнитная краска удаляет пятна и уничтожает патогенные микроорганизмы
Магнитная краска, которая может защитить стены от потенциальных патогенов, удаляет пятна и даже очищает воздух…
02.03.2023
113
Обзор: универсальное противовирусное решение для защиты поверхностей от COVID-19
Обзор: универсальное противовирусное решение для защиты поверхностей от COVID-19
Отмечается мировой спрос на противовирусные покрытия для ежедневно используемых поверхностей. В новом обзоре представлены основные…
22.02.2022
198
Какова толщина вашего покрытия?
Какова толщина вашего покрытия?
Начиная с цеха единичного производства и заканчивая роботизированной линией сборки, жизненно важно, чтобы продукт был…
Дел Уильямс
30.06.2020
543
Новое противообрастающее покрытие на биологической основе
Новое противообрастающее покрытие на биологической основе
Теперь в качестве противообрастающего поверхностного покрытия был использован фукоидан, полисахарид, полученный из бурых водорослей. Для…
17.08.2022
144
Будущее обнаружения вирусов
Будущее обнаружения вирусов
Поверхности высокой степени чистоты позволяют выполнять диагностические исследования на основе спектроскопии.
Скотт Фрэнсис
03.10.2022
122
Противомикробная технология в составах покрытий на водной основе
Противомикробная технология в составах покрытий на водной основе
Технология совместима с системами нанесения тонкослойных покрытий и обеспечивает повышенную устойчивость к ультрафиолетовому излучению
23.11.2022
136
Итоги выставки ExpoCoatingMoscow
Итоги выставки ExpoCoatingMoscow
ExpoCoating Moscow – ключевая в России специализированная международная выставка материалов и оборудования для обработки поверхности,…
28.11.2022
279
Электрохимическая модификация поверхности в медицине
Электрохимическая модификация поверхности в медицине
В работе рассмотрены электрохимичсекие методы модификации поверхности материалов, изделий, инструментов и устройств, применяемых в медицине…
Гольдин М.М., Евсеев А.К., Шапиро А.И., Иванова К.В., Одинокова И.В., Смирнов К.Н.
21.01.2020
1343
Составы на водной основе: решение проблем микробного загрязнения на рынке красок и покрытий
Составы на водной основе: решение проблем микробного загрязнения на рынке красок и покрытий
Для каждой проблемы есть свои решения. А каждое решение может быть сопряжено с трудностями. По…
Джуди Бетанкур
23.06.2021
504