REKLAMA
Get Adobe Flash player

Newsletter

Dołącz do newslettera:
Zaznacz, jakie informacje Cię interesują:

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez wydawcę serwisu rynekfarb.pl w celu realizacji usługi „Newsletter rynekfarb.pl". Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi.

Potwierdzam zaznajomienie się z Instrukcją dla subskrybentów oraz z Polityką prywatności.

Kliknij i zapisz się bezpłatnie do naszego newslettera ›

Farby superhydrofobowe – pomysł inspirowany naturą

Farby hydrofobowe to takie, które dzięki zawartości określonych związków chemicznych odpychają wodę. Wiąże się z tym wiele korzyści – są odporne na niszczące działanie wilgoci i nie brudzą się tak szybko, jak standardowe pokrycia. Prawdziwą rewelacją są jednak powłoki superhydrofobowe, które „nie lubią” wilgoci w stopniu tak ekstremalnym, że krople wody toczą się po nich niczym szklane kulki. Dzięki temu te innowacyjne farby posiadają cały szereg dodatkowych, niezwykle cennych właściwości.

Skąd ten pomysł?

Do podjęcia prac nad superhydrofobowymi podłożami zainspirowała naukowców natura. Zwrócili oni uwagę na niezwykłe zachowanie wody na liściach lotosu. Roślina ta przez niektóre plemiona uznawana jest za symbol czystości, ponieważ jej liście praktycznie się nie brudzą. Okazało się, że to właśnie sprawka właściwości superhydrofobowych – krople wody znajdujące się na powierzchni natychmiast z niej spływają, zbierając po drodze pyłki i zanieczyszczenia.

Ekstremalną awersję do wody wykazuje także powierzchnia pancerzyka żuka Stenocara zamieszkującego pustynię Namib. Żyjąc w środowisku bardzo suchym, stworzenie to wypracowało zaskakujący mechanizm magazynowania wody. W czasie okresowego wzrostu wilgotności, np. podczas mgły, krople osadzają się na pancerzu owada i pozostają tam, dopóki nie są potrzebne. Gdy zaś żuk poczuje pragnienie, porusza pancerzem w taki sposób, że woda spływa do specjalnych superhydrofobowych „ścieżek”, a tymi trafia prosto do aparatu gębowego pomysłowego stworzenia. Inne występujące w naturze przykłady superhydrofobowych powierzchni to m.in. skrzydła motyla oraz odnóża nartników – owadów, które latem „spacerują” po tafli jezior i stawów.

Jak to działa?

Aby wyjaśnić fenomen superhydrofobowości, trzeba zacząć od definicji kąta zwilżania. Wyobraźmy sobie kroplę wody osadzoną na pewnym podłożu. Jeśli będzie ono „lubiło” wodę (będzie hydrofilowe), kropla maksymalnie się na nim rozpłaszczy, natomiast na podłożu hydrofobowym kropla zachowa swój półokrągły kształt. Mierząc kąt, jaki utworzy styczna do powierzchni kropli z podłożem, otrzymamy wartość kąta zwilżania – podstawowej wielkości określającej stopień hydrofilowości powierzchni.

fot. Wikimedia Commons

Z ekstremalną hydrofilowością mamy do czynienia, gdy kąt ten jest równy 0° (kropla natychmiast się rozpływa). Występujące w naturze materiały hydrofilowe wykazują kąt zwilżania z zakresu 0-90°C, zaś do hydrofobowych zaliczamy te, dla których notuje się wartości większe niż 90°C. Podłoża superhydrofobowe są przypadkiem wyjątkowym – kąt zwilżania przekracza u nich 150°C. Oznacza to, że powierzchnia wykazuje większe powinowactwo do powietrza niż do znajdującej się na niej cieczy. 180°C byłoby oznaką absolutnej hydrofobowości (kropla w ogóle nie kontaktuje się z podłożem), jednak w praktyce sytuacja taka nigdy nie występuje.

fot. neverwet.com

Jak uzyskać powierzchnię superhydrofobową?

Farby superhydrofobowe na ogół zawierają dodatek w postaci fluorowanych związków krzemionki, które są wysoce hydrofobowe i obniżają energię powierzchniową. Właściwości takie uzyskać można wykorzystując także inne związki i struktury, jak choćby nanorurki węglowe. Okazuje się jednak, że odpowiedni skład chemiczny nie wystarczy – utworzona powłoka musi mieć też właściwą morfologię, tj. wykazywać dużą chropowatość. To właśnie połączenie hydrofobowego wosku oraz milionów maleńkich wzgórków i zagłębień na powierzchni liścia lotosu decyduje o jego niezwykłych właściwościach. Aby uzyskać podobną strukturę wprowadza się do farby cząstki różnej wielkości, które po odparowaniu rozpuszczalnika tworzą bardzo nierówne podłoże. Szczególnie pomocna okazują się w tym wypadku nanotechnologie – dzięki bardzo małym cząstkom można uzyskać chropowatość w skali nano, która wręcz idealnie spełnia warunki konieczne do uzyskania superhydrofobowości.

Gdzie to można wykorzystać?

Lista potencjalnych zastosowań tego typu powłok jest niezwykle długa, a wciąż dopisywane są do niej nowe propozycje. Największe nadzieje wiąże się obecnie z ich wykorzystaniem w celu zapobiegania oblodzeniu różnych obiektów – od linii wysokiego napięcia poprzez mosty, drogi i chodniki do szyb samochodów. Tworzący się na powierzchni tych elementów lód jest zmorą i przyczyną wielomilionowych strat, możliwość stworzenia „lodofobowej” powłoki budzi więc duży entuzjazm.

Ze względu na samoczyszczące właściwości powłok superhydrofobowych świetnie sprawdzają się one też jako farby fasadowe. W ich przypadku deszcz działa zbawiennie – jego krople spływające po ścianie skutecznie zmywają zanieczyszczenia. Tego typu produktem jest na przykład farba elewacyjna Lotusan od firmy Sto. Ciekawym wykorzystaniem tej własności są również niebrudzące się tkaniny – świetny pomysł, który być może już wkrótce sprawi, że strach przed plamą z wina czy kawy na nowej kreacji stanie się przeszłością.

Jeszcze inne pomysły to stosowanie superhydrofobowych farb jako powłoki antykorozyjne, warstwy izolujące na urządzeniach pracujących pod napięciem czy pokrycia przeciwporostowe na statkach, filarach mostów i wszystkich obiektach pozostających przez długi czas pod wodą. Transparentne powłoki superhydrofobowe z powodzeniem można stosować na szyby samochodów i szyby okienne, a także przy produkcji nie ulegających zamoczeniu gogli. Pojawiła się również propozycja stosowania tego typu pokryć na inwazyjnych detektorach biomedycznych, co uodporniłoby je na zanieczyszczenia bakteryjne i stanowiłoby ochronę w agresywnym korozyjnie środowisku ludzkiego ciała.

Czytaj również

Oceń artykuł:
Oceń pozytywnieOceń negatywnie
100%
0%
Ocen: 14
Loading...Loading...
Napisz do redakcji
Podziel się

Komentarze (1)

  1. Cześć.
    Merytoryczne informacje, zabrakło mi tylko informacji o kącie zwilżania kropli ile wynosi w super hydrofobowości… więc uzupełniam że informację że super hydrofobowość kropli uzyskujemy powyżej 150 st. Oczywiście odporność na promieniowanie uV, odporność na ścieranie i odporność na środki myjące od 1,1 do 12,5 pH przedłużają żywotność powłoki.
    http://hydrofobowy.pl/kategoria-produktu/detal/

    hydrofobowy pl
    14 marca 2016 at 13:53
    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

 REKLAMA