(Phys.org)—En liten grupp forskare vid Kinas Jilin-universitet har utvecklat en treskiktsbeläggning som skyddar bomull från vatten och eld och är lätt att rengöra. I deras tidning publicerad i ACS Nano , Shanshan Chen, Xiang Li, Yang Li och Junqi Sun beskriver hur man letar efter ett sätt att få brandskyddsmedel att hålla längre på material, de fick en idé som också gjorde sådana material vattentåliga.

Problemet med många brandhämmande beläggningar, forskarna påpekar, är att långvarig användning eller upprepade tvättar tenderar att minska effektiviteten hos beläggningen. De undrade om att lägga till en vattenbeständig beläggning kan hjälpa till att få en retardant att hålla längre. Att få reda på, de började med att doppa en remsa av bomull i polyetylenimin, en polymer som vanligtvis används som bindemedel. Därefter doppade de samma remsa i ett kärl med ammoniumpolyfosfat, som vanligtvis används som flamskyddsmedel. Sedan doppade de samma remsa i en lösning bestående av silsesquioxan (en burliknande molekyl) och etanol, som när den blandas tenderar att vara hydrofob.

Teamet testade sedan materialet för att se om beläggningarna skulle fungera som de hoppades. De hängde upp remsan och satte sedan eld på den vid dess bas – som man kan se i en video de gjorde, den obehandlade remsan tar snabbt eld och blir snart uppslukad – hela remsan reduceras till aska. Den behandlade remsan å andra sidan brinner i bara några sekunder vid basen och slocknar sedan.

Teamet förklarar att brandskyddsmedlet fungerar genom att svälla när det värms upp, vilket gör att en gas släpps ut som hindrar elden från att få syre. Den hydrofoba beläggningen fungerar på ett sätt som liknar ankfjädrar, vatten stöts bort på nanoskala - beläggningen fungerar genom att en porös bas toppar en grov hud med burliknande molekyler.

För att ta reda på om deras beläggning skulle tåla vanligt slitage, teamet utsatte behandlade remsor för O2-plasma och genom att mekaniskt gnugga det 1000 gånger. Efteråt var den fortfarande resistent mot eld och vatten.

Forskarna rapporterar att materialet också gjordes självläkande genom att lägga till ett andra lager av hydrofoba molekyler - när det första lagret är skadat, luft sipprar in och vattnet i den får molekyler från det andra lagret att fylla luckor i det första lagret.

© 2015 Phys.org