Наноразмерное покрытие из нефти открывает путь к самоочищающемуся миру
Отталкивающие грязь покрытия, появившиеся примерно в середине прошлого века, стали неотъемлемой частью жизни человека. Они используются в производстве посуды и пищевой упаковки, косметике, красках и многих других товарах. К сожалению, эти вещества могут быть небезопасны для природы и человека. Наблюдая за молекулами нефти, австралийские и немецкие ученые обнаружили возможность создания безобидных, но чрезвычайно тонких антиадгезионных материалов.
Похожее на жидкость вещество, которое изучали химики из Университета Сиднея и Института Макса Планка, это так называемые скользкие жидкие поверхности с ковалентными связями (SCALS). Их получают из силиконов или полиэтиленгликоля, безвредные для окружающей среды. Они обладают антиадгезионными свойствами, как и ПФАС, группа синтетических полимеров, которые считаются вредными и практически вечными загрязнителями.
Толщина слоя измеряется в нанометрах и равна от двух до пяти миллиардных метра. Состоит он из молекул нефти длиной всего в сто атомов. Этот похожий на жидкость слой не дает пристать к поверхности почти никаким загрязняющим веществам. По нему легко скатываются капли воды, что отлично повышает эффективность теплопереноса и сбора воды. Он предотвращает появление ледяных наростов и скопление бактерий, сообщает Phys.org.
«Мы можем коррелировать выдающуюся производительность этих слоев с их наноструктурой - то есть мы знаем теперь, чего хотим, когда разрабатываем скользкие поверхности. Это позволяет делать их еще более эффективными и выпускать работоспособные альтернативы фторированным покрытиям», - заявил профессор Сидни Нето.
Для того чтобы раскрыть секреты сверхтонкого слоя нефти, ученые применили два метода: силовую спектроскопию, с помощью которой была измерена длина отдельных молекул и сила, необходимая для того, чтобы растянуть или сжать их. Вторая - нейтронная рефлектометрия, измеряющая длину и плотность прививки молекул. Они обнаружили, что если жидкие молекулы слишком короткие и редкие, они не покрывают твердую поверхность полностью. С другой стороны, если молекулы слишком длинные, или их плотность слишком высока, их не хватает гибкости, присущей жидкостям. Нужные качества находятся где-то посередине.