(Phys.org)—Forskare från University of Michigan som arbetar i samarbete med medarbetare från US Air Force har skapat en ny typ av ytbeläggning som stöter bort oljor, vatten, alkaliska lösningar, syror och även icke-newtonska vätskor. I deras tidning publicerad i Journal of the American Chemical Society , forskarna beskriver sitt nya material och de olika sätt det kan stöta bort olika vätskor.
Materialet de har skapat fungerar på grund av två separata aspekter:dess kemiska struktur och dess fysiska layout. Den är baserad på ett mycket litet stålnät som har belagts med polymerpärlor (PDMS och POSS). Det unika mönstret som fastställs begränsar ytan och har en överhängande struktur som begränsar vidhäftningen. Också, små luftfickor mellan pärlorna hindrar material från att faktiskt vidröra andra delar av ytan, förhindrar att vätskor får grepp.
Forskarna förklarar att ytavvisande medel fungerar generellt genom att begränsa vätningshysteresen – mängden deformation som uppstår när en vätska träffar en yta. Idealiskt förblir kontaktvinkeln både fram och bak på en droppe densamma – resultatet är ett minskat islagsområde. Rent praktiskt betyder detta att ju mer en droppe förblir bildad som en droppe när den slår, desto mindre sannolikt är det att det fäster på en yta.
Forskare har funnit det särskilt svårt att utveckla ytbeläggningar som stöter bort vätskor som innehåller polymerer, speciellt icke-newtonska vätskor. Detta beror på att sådana ämnen tenderar att deformeras nästan omedelbart vid kontakt. Således, utmaningen har varit att hitta ett sätt att få sådana vätskor att behålla sin form när de faller ner på en yta. Med det nya materialet, det överhängande, takfotsliknande kanter på pärlorna förhindrar att vätskedroppen tänjs ut samtidigt som den förhindrar att den når en intilliggande del av ytan. Det begränsar mängden utvidgning och därmed deformationen av droppen.
Forskarna visade materialets förmåga att stöta bort vätskor genom att skjuta olika vätskor genom en liten stråle på en täckt yta och filma det när det studsade av istället för att fästa. De visade också att beläggningen också ger skydd mot kemiska angrepp genom att en belagd aluminiumplatta doppas ner i flera sura lösningar. Dess styrka i att göra det, teamet förklarar, kommer från samma egenskaper som förhindrar vidhäftning. Om en syra inte kan vidröra en yta (på grund av luftfickorna) kan den inte förstöra den.
© 2013 Phys.org
