Учёные разработали новую экологичную технологию создания самовосстанавливающихся и самоочищающихся поверхностей
Поверхность полимерных материалов регулярно повреждается. Если эти повреждения оставить без внимания, они увеличиваются, что со временем приводит к нарушению структурной целостности покрытия, деградации подложки, а также потере механических свойств и функциональности. В результате сокращается жизненный цикл материалов, увеличиваются эксплуатационные расходы и расходы на утилизацию.
Материалы, способные восстанавливать повреждения и трещины, подобны живым организмам, способным к исцелению. Такие «умные» самовосстанавливающиеся покрытия экономически перспективны — они способны снизить затраты на техническое обслуживание. А самоочищающиеся поверхности ценны тем, что уменьшают расходы на уборку. Они способны отталкивать полярные и неполярные жидкости, в результате накопившиеся пыль и грязь скатываются с поверхностей вместе с каплями воды.
Можно ли в одном материале совместить функции «исцеления» и самоочищения?
Недавно учёные мичиганского университета разработали новое, коммерчески выгодное гибридное покрытие, способное к самовосстановлению и обладающее омниофобными свойствами. Исследовательская команда под руководством доктора Мухаммеда Рабнаваза продемонстрировала полиуретановые покрытия, созданные с использованием динамических уретановых связей химического состава, способные самовосстанавливаться при повреждении поверхности. Для заживления трещин используется перестановка обратимых (динамических) уретановых связей при повреждении поверхности. Повторяемое самовосстановление и привлекательный внешний вид покрытия — уникальные преимущества этой системы.
Рабнавазу и его команде (доктор Аджмир Хан и Мухаммед Навид, доктор философии) удалось совместить способность самовосстановления со способностью самоочищения, для чего в состав материала было включено водо- и маслоотталкивающее силиконовое масло.
Одним из главных недостатков уже существующих сегодня самоочищающихся поверхностей — независимо от того, гладкие они или грубо текстурированные, — является использование флуорохимикатов. Фторсодержащие соединения очень устойчивы и вредны для окружающей среды, поэтому учёные искали альтернативу без фтора. И остановились на силиконовых маслах — они экологически безопасны по сравнению с обычными фторсодержащими химикатами. Новая технология предлагает уникальное сочетание свойств покрытия — отталкивание воды и масел и способности к самовосстановлению и экологичности без фтора.
Рабнаваз считает, что эта технология практична, потому что исходные материалы доступны по стоимости. Технология уже запатентована Мичиганским государственным университетом и доступна для лицензирования.
