Юный техник, 2014 № 06 | страница 10
Интерес к ним начался еще в ту пору, когда люди впервые заметили, что цветы лотоса, произрастающего в дельте Нила, остаются неизменно чистыми в самой грязной воде. «При ближайшем рассмотрении выяснилось, что при соприкосновении с поверхностью цветка капля воды принимает форму, близкую к сферической, и тут же скатывается, захватывая при движении все загрязнения», — пояснила Людмила Борисовна.
При дальнейшем рассмотрении эффекта исследователи установили, что супергидрофобность поверхности в природе свойственна многим растениям и даже насекомым. И тогда ученые попытались воссоздать подобный эффект в лаборатории. В конце концов, им удалось синтезировать несмачиваемые материалы.
Проверка показала, что обработка супергидрофобными материалами фасадов и стекол зданий делает излишним их мытье — первый же дождь или снегопад унесет с собой всю грязь.
Но в чем секрет таких материалов? Почему жидкости не держатся на их поверхности?
Дело в том, что вся поверхность покрыта своеобразным узором из выемок и бугорков, которые влияют не только на форму капли на поверхности, но и на направление действия капиллярных сил.
Именно этот геометрический аспект и использовали американские и российские ученые для создания покрытий, которым уже успели придумать новое название — омнифобные (всеотталкивающие).
На поверхности несмачиваемого материала жидкость скатывается в шарики.
Хотя секрет открытия лежал на поверхности, Маккинли и его коллеги оказались первыми, кому удалось определить зависимость механических свойств поверхности от 4 геометрических параметров, определяющих периодичность элементов с входящими углами, их размеры, сами углы и высоту текстуры. Только при их правильной комбинации получающаяся текстура оказывается способной отталкивать жидкости, прекрасно смачивающие ровную поверхность того же материала.
Отработав свою методику создания омнифобных поверхностей на обычных кремниевых пластинах, ученые приступили к созданию покрытия, которое можно нанести на практически любой материал. Поверхностная текстура в этом случае получается с помощью нитей полиметилметакрилата, заплетенных в сложную структуру с помощью электростатики. К этим нитям ученые добавили молекулы-многогранники из фторированных органических соединений — силсесквиоксанов.
Описанная методика создания несмачиваемых материалов — не единственная в своем роде. Так, технология, разработанная группой Джоанны Айзенберг, получила название SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces — несмачиваемые пористые поверхности, пропитанные жидкостью). Пористые покрытия, создаваемые с ее помощью, — настоящие панафобы (от англ. раnрhobiа — боязнь всего), поскольку плохо смачиваются практически любой жидкостью — водой, солевыми растворами, нефтью.
