Ваш регион: Санкт-Петербург 17:45 Мск 10.12.2016
Информационно-аналитический сервис
строительного сообщества
Публикации
03.09.2015

Самоочищающиеся покрытия нового поколения

Сегодня зачастую наш выбор тех или иных материалов для строительства и отделки базируется на том, насколько легко их можно почистить. Поэтому нередко приходится жертвовать действительно интересными решениями, которым не достает практичности. Но в скором времени, благодаря передовым технологиям, возможно, такие опасения будут казаться нам страшным сном.

Краска

Команда ученых из Университетского Колледжа Лондона разработала краску с революционными характеристиками по части самоочищения поверхности. Эту субстанцию, пока не получившую какого-то брендового названия, можно наносить на ткани, бумагу, стекло и сталь. А при добавлении к ней различных вяжущих компонентов (по заявлениям изобретателей, имеющихся в открытой продаже), было создано на удивление прочное покрытие, которое буквально отталкивает от себя грязь, даже если поверхность протереть, основательно поцарапать ножом или варварски обработать наждачкой. Более того, своих свойств покрытие не теряет даже при взаимодействие с агрессивной средой, например, с нефтепродуктами.

В принципе, самоочищающиеся поверхности - это не то, чтобы такая уж новинка. Обычно они работают по принципу крайне развитых водоотталкивающих свойств, но у распространенных на данный момент покрытий есть существенная проблема - часто они теряют свои свойства при первом же повреждении целостности поверхности. Новая же краска куда более приспособлена для использования в быту.

Яо Лу, представитель факультета химии в команде разработчиков, поясняет принцип действия технологии.

Влагонепроницаемость позволяет материалу самоочищаться за счет того, что вода, попадающая для него, образует небольшие шарики, которые, скатываясь с поверхности, вбирают в себя все загрязнения, вирусы и бактерии, встреченные на своем пути. Для того чтобы создать такой эффект необходимо, чтобы поверхность была грубой и как бы вощёной,

- Яо Лу

self-cleaning-01.jpg

Рис.1 Эффект лотоса.
Капля воды вбирает в себя загрязнения

То есть загрязнившуюся или запылившуюся поверхность достаточно слегка полить водой, и она снова станет чистой. Или если объект расположен на улице - всего лишь потерпеть до первого дождя.

Создание краски, обладающей подобными свойствами при нанесении как на твердую, так и на мягкую поверхности, стало главной задачей исследования. Ну и придание новому покрытию повышенной устойчивости к повреждениям.

Команде Университетского и Имперского колледжей в Лондоне, при взаимодействии с китайским университетом Далйян (Dalian), удалось совместно разработать краску, обладающую указанными характеристиками, в основу состава которой вошли наночастицы диоксида титана (он также используется и в создании смогопоглощающих покрытий) в специальной оболочке.

В принципе, этот эффект достаточно известен под названием "эффект лотоса" и более того, уже предлагаются различные покрытия, помогающие его достигнуть. Однако, судя по комментариям экспертов, существующие аналоги требуется все же обновлять как минимум раз в сезон или раз в год, - в зависимости от условий.

Кроме своих улучшенных качеств, новое вещество можно применять и для покрытия различных (порой самых неожиданных) материалов. Для того, чтобы нанести разработанный состав на различные материалы вам потребуются разные инструменты: для стекла и стали оптимальным устройством оказался распылитель для краски (который продается в товарах для художников), для создания защитного покрытия на вате, ее просто обмакивали в краску, а на бумагу состав наносили при помощи шприца.

vata 2.jpg

Рис.2 Водо- и грязеотталкивающая вата

В ходе испытаний на всех этих материалах было зафиксировано отскакивание воды от поверхности, с удалением различных загрязнений. Также свойства сохранялись и после различных повреждений поверхности.

Отдельной и чуть ли не самой важной задачей для исследователей стало достижение устойчивости покрытия для реального коммерческого применения. И, разумеется, успех нового вещества и его широкое распространение невозможны без достижения его приемлемой стоимости, а для улучшения конкурентоспособности необходимо, чтобы краска дополнительно ко всему не стиралась со временем.

Самоочищающееся покрытие для поверхности - это хорошо, особенно если оно прочное и долговечное, но в любом случае - это, во-первых, химия, а, во-вторых, отдельный слой который все же может прийти в негодность. Путь даже через годы, когда ваше внимание окончательно притупится и вы напрочь забудете о том, чтобы подновить слой.

Вечно самоочищающийся металл

По принципиально иному пути пошла команда ученых из Университета Рочестера. Эти исследователи придумали, как сделать металлические поверхности самоочищающимися и вовсе без какого-то бы ни было химического покрытия.

Ученые заметили, что после обработки лучами специальных крайне мощных лазеров некоторые металлические поверхности чернели и начинали отталкивать капли воды, не смачиваясь. Открытие вызвало ажиотаж. Во-первых, такое свойство обработанного металла поможет справиться не только с различными загрязнениями, но и в перспективе с ржавчиной, являющейся чуть ли не главной проблемой в отношении металлоконструкций. А также привести к разработке электротехники, которая не будет бояться воды.

В отличие от первой технологии (и всех остальных тоже) здесь вообще не требуется наносить какую-либо химию, краску или лак, и потом бояться, что пленка сотрется. При обработке лучами фемтосекундного лазера, излучающего крайне мощные импульсы длительностью в фемтосекунду - одну квадриллионную часть секунды, (10^ 15),-  поверхность металла приобретает постоянные водоотталкивающие характеристики.

self-cleaning-03.jpg

Рис. 3. Металл, отталкивающий каплю воды 

Во время лабораторных тестов при использования импульсов длительностью в 65 фемтосекунд и частотой - 1000 импульсов в секунду удалось соответствующим образом изменить структуру платины, титана и меди. После манипуляций материал становился на вид черным и бархатистым со всех точек обзора (свидетельствует о высокой светопоглощаемости) и начинал отталкивать воду.

Команда ученых, (также разработавшая технологию течения вводы вверх по поверхности), поставила себе дальнейшей задачей выяснить, можно ли таким же или аналогичным методом сделать перманентно водоотталкивающими какие-то иные материалы, кроме перечисленных металлов, например, железо. Исследования продолжаются

О коммерческом использовании технологии пока информации нет. 

По материалам Gizmag.

  0
  3313
Темы
Актуально
Ремонтируем кожаную мебель своими руками
02.12 Ремонтируем кожаную мебель своими руками
Советы по реставрации кожаной мебели, которые избавят вас от необходимости в новых покупках и при этом восстановят предметы обихода.
 
  3136
Декоративная штукатурка - яркая одежда вашего дома
02.12 Декоративная штукатурка - яркая одежда вашего дома
Разнообразие фактур, палитр и оттенков дарит вашему жилищу такой отделочный материал, как декоративная штукатурка.
 
  2605