Mówi się, że czas kruszy mury, ale czy coś może zaszkodzić także oknom historycznych budynków? Okazuje się, że tak. Przenoszone z deszczem zanieczyszczenia powietrza zapoczątkowują korozję szkła i jego stopniową degradację. Aby temu zapobiec, włoscy badacze zaproponowali ochronne powłoki otrzymywane metodą zol-żel.
fot. randykun (sxc.hu)
Czemu akurat zol-żel? Ponieważ jest to technologia bardzo skuteczna, jeśli chodzi o otrzymywanie ochronnych warstw na szkło z prekursorów na bazie alkoholanów krzemu. Naukowcy postanowili opracować hybrydową, hydrofobową (odpychającą wodę) powłokę, która musiała być oczywiście bezbarwna i w pełni przezroczysta. Naniesiona została metodą zanurzeniową (czyli po prostu poprzez zanurzenie szkła w kąpieli – po wynurzeniu osadzony na powierzchni żel wysycha i krzepnie).
Pierwszym krokiem było sprawdzenie, czy powłoka jest homogeniczna – czy jej właściwości są takie same na całej powierzchni szkła. Sprawdzono to poprzez badanie kąta zwilżania. Okazało się, że zwilżalność (mówiąca o tym, jak bardzo materiał „lubi” wodę) była na całej powierzchni podobna, zaś wzbogacenie powłoki o długie łańcuchy alkilowe pozwala uzyskać pożądane właściwości – większą hydrofobowość.
Powłoki, dla których udało się uzyskać najlepszą przezroczystość i najwyższy kąt zwilżania (czyli największą hydrofobowość), zostały zaaplikowane na próbkach imitujących historyczne szkło. Przed i po aplikacji zbadano przy pomocy spektrofotometru kolor nanoszonego materiału; ku zadowoleniu naukowców okazało się, że odcień się nie zmienił.
Prawdziwą próbą dla warstwy było jednak przyspieszone starzenie – poddanie działaniu światła UV i atmosfery o wysokiej zawartości SO2. W ten sposób badacze mogli w przybliżeniu stwierdzić, jak materiał będzie zachowywał się w rzeczywistych warunkach. Większość powłok poradziła sobie jednak doskonale, nie wykazując wyraźnych zmian kąta zwilżania.
Ochronne warstwy na szkło otrzymywane metodą zol-żel dobrze przylegają do podłoża, są więc hydrofobowe, bezbarwne, przezroczyste i stabilne nawet pod wpływem działania światła i chemikaliów. Idealne, by stać na straży cennego dziedzictwa kulturowego.
Więcej na ten temat przeczytać można w artykule opublikowanym w Jorunal of Sol-Gel Science and Technology.
Źródło: european-coatings.com
