En ny färg som gör robusta självrengörande ytor har utvecklats av ett team ledd av UCL-forskare. Beläggningen kan appliceras på kläder, papper, glas och stål och i kombination med lim, bibehåller sina självrengörande egenskaper efter att ha torkats, repad med en kniv och repad med sandpapper.

Självrengörande ytor fungerar genom att vara extremt vattenavvisande men slutar ofta att fungera när de skadas eller utsätts för olja. Den nya färgen skapar en mer motståndskraftig yta som är resistent mot dagligt slitage, så skulle kunna användas för ett brett utbud av verkliga tillämpningar från kläder och bilar, säger forskarna.

Första författare Yao Lu (UCL Chemistry), sa:"Att vara vattentät tillåter material att rengöra sig själv eftersom vatten bildar marmorformade droppar som rullar över ytan, agerar som miniatyrdammsugare som plockar upp smuts, virus och bakterier längs vägen. För att detta ska hända, ytan måste vara grov och vaxartad, så vi satsade på att skapa dessa förhållanden på hårda och mjuka ytor genom att designa vår egen färg och kombinera den med olika lim för att hjälpa ytorna att motstå skador."

Studien, involverar forskare från UCL, Imperial College London och Dalian University of Technology (Kina) och publiceras idag i Vetenskap , visar hur den nya färgen tillverkad av belagda titandioxidnanopartiklar kan ge ett brett spektrum av material självrengörande egenskaper, även under och efter nedsänkning i olja och efter skador på ytan.

Olika beläggningsmetoder användes för att skapa de vattenavvisande ytorna, beroende på materialet. En konstnärs sprutpistol användes för att belägga glas och stål, dip-coating för bomullsull och en spruta för att applicera färgen på papper.

Alla material blev vattentäta och självrengörande eftersom vattendroppar av olika storlekar sågs studsa istället för att blöta ytan, ta bort den smuts som forskarna applicerade. Detta bibehölls efter att skador tillfogats ytorna.

Lu tillade:"Vår färg fungerade extremt bra för en mängd olika ytor under tuffa förhållanden som utformades för att simulera slitage och slitage av material i den verkliga världen. Till exempel, billacken blir ofta repad och repad och vi ville se till att vår lack skulle överleva det. Förutom praktiska användningsområden, färgen kunde också användas kreativt för att göra konst med vatten, vilket är något jag har utforskat i min egen tid."

Experimenten filmades för att visa beteendet hos de behandlade ytorna mot kontroller. Exempel inkluderar videor av behandlad bomullsull som doppas i blått vatten och framträder orörd vit utan spår av kontaminering, och behandlat papper förblir torrt och rent efter att ha exponerats för smuts och vatten.

Medförfattare, Professor Claire Carmalt, som är professor i oorganisk kemi vid UCL Chemistry, sa:"Den största utmaningen för den utbredda tillämpningen av självrengörande ytor är att hitta ett sätt att göra dem tillräckligt tuffa för att tåla vardagliga skador. Ytorna tenderar att vara mekaniskt svaga och så att de lätt skaver, men genom att para vår färg med olika lim, vi har visat att det är möjligt att göra en robust självrengörande yta. Vi använde material som är lättillgängligt så att våra metoder kan skalas upp för industriella tillämpningar."

Motsvarande författare, Professor Ivan Parkin, som är professor i kemi och chef för UCL Kemi, sa:"Vårt arbete syftar till att karakterisera nya material i mycket liten skala så att vi kan se hur vi bäst kan använda dem för att förbättra våra dagliga liv. Den nya färgen passar in i en bredare portfölj av ytor som vi utvecklar för olika ändamål, inklusive antimikrobiella beläggningar för att bekämpa sjukhusförvärvade infektioner, och vi hoppas att dess upptäckt främjar den utbredda användningen av självrengörande ytor."