Недавно проведенное исследование было направлено на упрощенное изготовление сверхгидрофобных алюминиевых поверхностей с повышенной коррозионной стойкостью и противообрастающими свойствами.
Несмотря на прогресс, достигнутый в области сверхгидрофобных покрытий, главной проблемой остается возможность изготовления механически прочной сверхгидрофобной поверхности. Ученые сообщают о результатах изготовления и характеристиках механически прочной, сверхгидрофобной алюминиевой поверхности с высокой коррозионной стойкостью и защитой от биообрастания.
Новое покрытие состоит из верхнего гидрофобного слоя нанокремнезема, модифицированного гексаметилдисилозаном (материал с низкой поверхностной энергией) и среднего соединительного слоя, гидролизованного глицидоксипропилтриметоксисилана, который ковалентно связан со сверхгидрофобной поверхностью и гидрофильной алюминиевой подложкой. Анализ сверхгидрофобного покрытия методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии подтверждает наличие групп –O-Si-CH3. Сверхгидрофобное покрытие демонстрирует многоуровневую фрактальную морфологию с фрактальной размерностью 2,2 и неровностями с масштабом длин 32 и 630 нм. Максимальный угол смачивания водой составлял 170 ± 1,5°, угол скольжения ~1°. Сверхгидрофобная поверхность обладает способностью к самоочищению как от гидрофобных, так и от гидрофильных загрязнений. Отслоение покрытия менее чем на 5% при испытании на определение адгезии методом решетчатых надрезов (стандарт ASTM D3359-09) и сохранение сверхгидрофобности до 150 см при испытании на истирание (стандарт ASTM D4060) подтверждают механическую прочность полученной сверхгидрофобной поверхности.
Новые наработки
На сверхгидрофобной поверхности наблюдалось снижение плотности тока коррозии на два порядка и эффективность ингибирования коррозии ~99% по сравнению с образцом без покрытия. Сверхгидрофобная поверхность демонстрирует плохую адгезию к штамам грамотрицательных и грамположительных бактерий. Сверхгидрофобность сохранялась даже после испытаний на изгиб, сдвиг, истирание, испытания методом решетчатых надрезов и погружения в 0,1 M раствор NaCl. Было получено более глубокое понимание взаимосвязи между топографией поверхности, фрактальными размерами, процессом самоочистки, защитой от коррозии и прикреплением бактерий.
Исследование опубликовано в журнале Progress in Organic Coatings, выпуск 162, январь 2022 г.
