Ученые из Томска нашли подход к созданию «умных» покрытий — без дорогого оборудования и многочасовых процедур. Им удалось разработать супергидрофобную поверхность для металлов из отработанных нефтепродуктов, которая продемонстрировала высокую износостойкость даже после серии суровых испытаний.
Найти способ быстро и без затрат придать материалам водоотталкивающие свойства — задача, которой занимаются химики по всему миру. Но пока известные методы требуют дорогого оборудования и агрессивных реагентов, в то время как рынок требует экологичных и простых в реализации решений.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН на шаг приблизились к этой цели, предложив двухэтапный подход к созданию устойчивых к жидкостям покрытий.
Два шага до супергидрофобных свойств
Новый способ проверяли на алюминиевых сплавах. На первом этапе поверхность сделали шероховатой с помощью лазера, затем распылили на нее углеродсодержащие жидкости, полученные из отработанных нефтепродуктов, и подвергли термолизу (разложению) при 250-270 °C. В результате на поверхности образовался гидрофобный слой.
«Технология адаптивна и будет работать с разными видами потенциальных гидрофобизаторов — не только со свежим и отработанным моторным маслом, но и маслами растительного происхождения», — утоняет Дмитрий Феоктистов, один из авторов исследования.
Результаты экспериментов показали: обработанные металлы имеют контактный угол 169° (показатель выше 150° означает, что материал супергидрофобный). Попадая на поверхность, капля воды тут же превращается в шар и легко скатывается, независимо от наклона.
Во время экспериментов покрытие 73 часа держали под водой, но даже в условиях такой агрессивной среды угол смачивания оставался на уровне 155°. Высокую износостойкость модифицированные металлы показали в том числе после вибрационной обработки песком.
В будущем ученые планируют доработать свойства поверхностей, чтобы их можно было применять в системах охлаждения в дата-центрах.