Farby superhydrofobowe to przeżytek – twierdzą naukowcy z University of Rochester i zamiast tego proponują swoją nową technologię otrzymywania hydrofobowych powierzchni. Polega ona na rzeźbieniu laserem.
Fot. J. Adam Fenster / Univeristy of Rochester
Wskutek cięcia laserem na powierzchni metalu powstaje specyficzna mikro- i nanostruktra, która odpycha wodę. Jak zapewnia profesor Chunlei Guo, jest to sposób skuteczniejszy niż farby, a do tego mniej kłopotliwy w użytkowaniu – nie trzeba martwić się łuszczeniem, pękaniem czy ścieraniem powłoki.
Obecnie najbardziej rozpoznawanym materiałem superhydrofobowym jest Teflon. Jak pokazują testy, nie dorasta on jednak do pięt rzeźbionej laserem powierzchni profesora Guo – podczas gdy woda zaczyna spływać z pokrytej teflonem patelni dopiero przy nachyleniu 70°, nanostrukturalnemu podłożu naukowców z Rochester wystarczy zaledwie 5°. Kropla wody praktycznie odbija się od takiej powierzchni, co pokazuje nakręcony przez uczelnię film:
Zdolność samooczyszczania sprawdzono, rozpylając na powierzchni kurz z odkurzacza. Połowa cząsteczek pyłu została usunięta przy pomocy zaledwie trzech kropli wody. Tuzin kropli sprawił zaś, że powierzchnia była na nowo czysta jak łza.
Wciąż są jednak kwestie, nad którymi zespół profesora Guo będzie musiał jeszcze popracować. Po pierwsze – długi czas rzeźbienia. W przypadku elementu o powierzchni 1 cala kwadratowego, czyli ok. 6 cm², trwa to mniej więcej godzinę. Po drugie – póki co modyfikować można w ten sposób tylko metale. Po trzecie – użycie lasera w tej technice wymaga ogromnej ilości energii. Obecnie badacze pracują nad rozwiązaniem dwóch pierwszych problemów. Nie muszą się jednak obawiać o finanse – projektem zainteresowały się już Bill & Melinda Gates Foundation oraz Siły Powietrzne USA.
Fot. J. Adam Fenster / University of Rochester
Twórcy technologii chętnie mówią o jej potencjalnych zastosowaniach. Ich zdaniem przyda się ona przede wszystkim w krajach rozwijających się, gdzie drastycznie brakuje wody. Superhydrofobowe powierzchnie umożliwią efektywne zbieranie deszczówki, a także przyczynią się do powstania nowoczesnych latryn, które łatwo utrzymać w czystości nawet w warunkach niedoboru wody.
Wcześniej naukowcy przy użyciu podobnej technologii uzyskali czarne powierzchnie metaliczne silnie pochłaniające światło. Gdyby udało się połączyć te dwie właściwości – silną absorpcję światła i superhydrofobowość – doszłoby jeszcze jedno potencjalne wykorzystanie. To panele słoneczne. Bardzo efektywne, a przy tym nie rdzewiejące i nie wymagające częstego czyszczenia.
Artykuł na ten temat opublikowano w czasopiśmie Journal of Applied Physics.
Źródło: University of Rochester
