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

Конференция «Физикохимия и научные основы технологии формирования защитно-функциональных покрытий»
Конференция «Физикохимия и научные основы технологии формирования защитно-функциональных покрытий»
Конференция пройдет в рамках деловой программы выставки материалов и оборудования для обработки поверхности, нанесения покрытий…
10.10.2022
66
25-27 октября 2022 года пройдет выставка ExpoCoating Moscow
25-27 октября 2022 года пройдет выставка ExpoCoating Moscow
ExpoCoating Moscow - ключевая выставка материалов и оборудования для обработки поверхности, нанесения покрытий и гальванических…
03.10.2022
67
Дезинфекция поверхностей под воздействием света
Дезинфекция поверхностей под воздействием света
Ученые разработали покрытия из полиуретана и полидопамина на водной основе, реагирующие на свет ближней ИК-области…
24.03.2022
393
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
242
Новое нанопокрытие улучшает очистку и дизинфекцию поверхностей
Новое нанопокрытие улучшает очистку и дизинфекцию поверхностей
Коронавирус привел к ужасающим социально-экономическим последствиям для современного общества. Пока что лекарства от него нет,…
Джим Дирдорфф
25.10.2021
138
Розовое золото и черный хром для сантехники будущего
Розовое золото и черный хром для сантехники будущего
Теперь это возможно благодаря процессу металлизации алюминиевых профилей длиной более 2 метров от итальянского стартапа…
Алессия Вентури
23.12.2021
153
Покрытие будущего для тканей медицинской и спортивной одежды
Покрытие будущего для тканей медицинской и спортивной одежды
Ученые из Университета Британской Колумбии разработали недорогое, нетоксичное покрытие практически для любых тканей, снижающее заразность…
16.03.2022
392
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
448
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
35