Ny malingslignende belægning gør hårde overflader, der afviser spild, ridser (m/ video)

En ny maling, der gør robuste selvrensende overflader, er blevet udviklet af et hold ledet af UCL-forskere. Belægningen kan påføres tøj, papir, glas og stål og kombineret med klæbemidler, bevarer sine selvrensende egenskaber efter aftørring, ridset med en kniv og ridset med sandpapir.

Selvrensende overflader virker ved at være ekstremt vandafvisende, men holder ofte op med at virke, når de er beskadiget eller udsat for olie. Den nye maling skaber en mere modstandsdygtig overflade, der er modstandsdygtig over for daglig slitage, så kunne bruges til en bred vifte af virkelige applikationer fra tøj og biler, siger forskerne.

Første forfatter Yao Lu (UCL Chemistry), sagde:"Ved at være vandtæt tillader materialer at selvrense, da vand danner marmorformede dråber, der ruller hen over overfladen, opfører sig som miniaturestøvsugere, der opsamler snavs, vira og bakterier undervejs. For at dette kan ske, overfladen skal være ru og voksagtig, så vi satte os for at skabe disse forhold på hårde og bløde overflader ved at designe vores egen maling og kombinere den med forskellige klæbemidler for at hjælpe overfladerne med at modstå skader."

Studiet, involverer forskere fra UCL, Imperial College London og Dalian University of Technology (Kina) og offentliggjort i dag i Videnskab , viser, hvordan den nye maling fremstillet af belagte titaniumdioxid nanopartikler kan give en lang række materialer selvrensende egenskaber, selv under og efter nedsænkning i olie og efter beskadigelse af overfladen.

Forskellige belægningsmetoder blev brugt til at skabe de vandafvisende overflader, afhængig af materialet. En kunstners sprøjtepistol blev brugt til at belægge glas og stål, dip-coating til vat og en sprøjte til at påføre malingen på papir.

Alle materialer blev vandtætte og selvrensende, da vanddråber af forskellige størrelser blev set hoppe i stedet for at fugte overfladen, fjerne det snavs, som forskerne har påført. Dette blev opretholdt efter at der var påført skader på overfladerne.

Lu tilføjede:"Vores maling fungerede ekstremt godt til en række forskellige overflader under hårde forhold, som var designet til at simulere slitage af materialer i den virkelige verden. F.eks. billak bliver ofte slidt og ridset, og vi ville sikre os, at vores lak ville overleve det. Ud over praktiske anvendelser, malingen kunne også bruges kreativt til at lave kunst med vand, hvilket er noget, jeg har udforsket i min egen tid."

Forsøgene blev filmet for at vise de behandlede overfladers opførsel over for kontroller. Eksempler inkluderer videoer af behandlet vat, der dyppes i blåt vand og fremstår uberørt hvidt uden spor af forurening, og behandlet papir forbliver tørt og rent efter at have været udsat for snavs og vand.

Medforfatter, Professor Claire Carmalt, der er professor i uorganisk kemi ved UCL Chemistry, sagde:"Den største udfordring for den udbredte anvendelse af selvrensende overflader er at finde en måde at gøre dem hårde nok til at modstå hverdagens skader. Overfladerne har en tendens til at være mekanisk svage og gnides derfor let af, men ved at parre vores maling med forskellige klæbemidler, vi har vist, at det er muligt at lave en robust selvrensende overflade. Vi brugte materialer, der er let tilgængelige, så vores metoder kan skaleres op til industrielle applikationer."

Kontaktforfatter, Professor Ivan Parkin, hvem er professor i kemi og leder af UCL Kemi, sagde:"Vores arbejde sigter mod at karakterisere nye materialer i meget lille skala, så vi kan se, hvordan vi bedst kan bruge dem til at forbedre vores dagligdag. Den nye maling passer ind i en bredere portefølje af overflader, vi udvikler til forskellige formål, inklusive antimikrobielle belægninger for at bekæmpe hospitalserhvervede infektioner, og vi håber, at dens opdagelse fremmer den udbredte anvendelse af selvrensende overflader."