Forskere skaber superafvisende overflademateriale (m/ video)

(Phys.org)—Forskere fra University of Michigan, der arbejder i samarbejde med medarbejdere fra det amerikanske luftvåben, har skabt en ny type overfladebelægning, der afviser olier, vand, alkaliske opløsninger, syrer og endda ikke-newtonske væsker. I deres papir udgivet i Journal of the American Chemical Society , forskerne beskriver deres nye materiale og de forskellige måder, det kan afvise forskellige væsker på.

Materialet, de har skabt, virker på grund af to separate aspekter:dets kemiske struktur og dets fysiske layout. Den er baseret på et meget lille stålnet, som er blevet belagt med polymerperler (PDMS og POSS). Det unikke fastlagte mønster begrænser overfladearealet og har en overhængende struktur, der begrænser vedhæftningen. Også, små luftlommer mellem perlerne forhindrer materialer i faktisk at røre andre dele af overfladen, forhindrer væsker i at få fat.

Forskerne forklarer, at overfladeafvisende midler generelt virker ved at begrænse befugtningshysteresen - mængden af ​​deformation, der opstår, når en væske rammer en overflade. Ideelt set forbliver kontaktvinklen både foran og bagved af en dråbe den samme - resultatet er et mindre stødområde. Rent praktisk betyder det, at jo mere en dråbe forbliver dannet som en dråbe, når den rammer, jo mindre sandsynlighed er det for at klæbe til en overflade.

Forskere har fundet det særligt svært at udvikle overfladebelægninger, der afviser væsker, der indeholder polymerer, især ikke-newtonske væsker. Dette skyldes, at sådanne stoffer har tendens til at deformeres næsten øjeblikkeligt ved kontakt. Dermed, udfordringen har været at finde en måde at få sådanne væsker til at bevare deres form, når de falder ned på en overflade. Med det nye materiale, det overhængende, udhængslignende kanter af perlerne forhindrer væskedråben i at udvide sig, samtidig med at den forhindrer den i at nå en tilstødende del af overfladen. Det begrænser mængden af ​​udspilning og dermed deformationen af ​​dråben.

Forskerne demonstrerede materialets evne til at afvise væsker ved at skyde forskellige væsker gennem en lille stråle på en dækket overflade og filme det, mens det hoppede af i stedet for at klæbe. De viste også, at belægningen også giver beskyttelse mod kemiske angreb ved at dyppe en belagt aluminiumsplade ned i flere sure opløsninger. Dets styrke i at gøre det, holdet forklarer, kommer fra de samme egenskaber, der forhindrer vedhæftning. Hvis en syre ikke kan røre en overflade (på grund af luftlommerne), kan den ikke ødelægge den.

© 2013 Phys.org