Войти

Скользко можно: ученые создали самоочищающиеся покрытия

1856
1
0
Источник изображения: Фото: Пресс-служба ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова

Где будут востребованы новые материалы и в чем трудности их серийного производства

Российские специалисты разработали сверхскользкие покрытия, которые защищают поверхности от воды, масел, грязи и других загрязнений. Новые материалы отличаются стабильностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Также ученые создали методику нанесения покрытия. Ее преимущества — в возможности обработки материалов со сложной структурой и экологичность производства. Эксперты отрасли отмечают перспективность разработки, но указывают на сложности при внедрении в производство.

Чистого грязью не измажешь

В институте элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук разработали новаторскую методику изготовления сверхскользких полимерных покрытий. Такие материалы представляют собой особые полимерные пленки, которые обладают водоотталкивающим и самоочищающимся эффектом.

Эти пленки состоят из твердой пористой основы, заполненной жидким наполнителем. Надежно внедренный в матрицу, он образует ровное и гладкое покрытие с низким поверхностным натяжением. Попав на него, частицы вещества или капли жидкости попросту соскальзывают.

Фото: пресс-служба ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова

Источник изображения: iz.ru

В мировой науке такие материалы обозначают аббревиатурой SLIPS — Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces». На русский язык она переводится как «скользкие пропитанные жидкостью пористые поверхности».

— Представить себе структуру такого покрытия можно в виде кухонной губки для мытья посуды, вымоченной в масле. За счет тонкого сплошного масляного слоя капли жидкости могут эффективно скатываться с таких покрытий, — объяснила «Известиям» один из ведущих исполнителей проекта, научный сотрудник лаборатории физической химии полимеров ИНЭОС Полина Казарян.

Большая стирка

Благодаря своим свойствам сверхскользкие материалы получили широкое распространение в разных сферах жизни. Например, их применяют для создания поверхностей с водо-, масло- и грязеотталкивающими свойствами.

С помощью специальных добавок покрытиям придают антимикробные, огнеупорные, противообледенительные и другие полезные свойства.

— Большая проблема SLIPS-материалов в том, что по мере их использования наполнитель вымывается из матрицы и покрытие теряет свои свойства. То есть жидкий слой требует постоянного обновления, — рассказала Полина Казарян.

Она объяснила, что химики из несмеяновского института добились прочной сшивки жидкого полимерного наполнителя и матрицы.

Фото: пресс-служба ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова

Источник изображения: iz.ru

Это позволило сделать сверхскользкие покрытия более стабильными и долговечными. Опыты показали, что при нанесении на ткани они сохраняют свои свойства в течение как минимум 20 циклов стирок.

— Действующий технический регламент предписывает, чтобы спецткани не теряли своих свойства после пяти циклов стирки. Обычно производители устанавливают свои повышенные регламенты, — пояснила «Известиям» доцент кафедры материаловедения и товарной экспертизы РГУ им. А.Н. Косыгина Алла Курденкова.

Эксперт считает, что разработка химиков из ИНЭОС укладывается в эту тенденцию.

Технология и экология

Полина Казарян отметила, что в работе был применен сухой метод нанесения сверхскользких покрытий с использованием в качестве растворителя углекислого газа под давлением. Такой метод позволяет обрабатывать поверхности со сложной структурой. Например, ткани или нетканые волокнистые и пористые материалы.

— В сверхкритическом состоянии (пограничном между жидкой и газообразной фазой. — «Известия») углекислый газ равномерно растворяет полимеры и распределяет из между волокнами материала. Когда давление сбрасывается, полимеры осаждаются на каждое отдельное волокно, образуя ультратонкую пленку.

Для создания соответствующих условий химики используют реакторы — специальные емкости с клапанами, которые позволяют управлять режимами температуры и давления. После завершения технологической операции углекислый газ возвращается в газообразное состояние. Поэтому не нужно очищать обрабатываемое изделие от остатков растворителя, так как он попросту улетает.

Фото: Пресс-служба ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова

Источник изображения: iz.ru

— Еще одно преимущество метода — его экологичность. После обработки одного изделия мы можем собрать использованный газ и направить его на следующий цикл, — пояснила Полина Казарян.

Ученые протестировали свою разработку на разных видах поверхностей и надеются, что новация поможет создавать стойкую защиту от воды, масел и грязи для многих видов материалов. Это может быть мебель, одежда, обувь и многое другое. Также способ применим для обработки промышленной и бытовой тары, чтобы избежать потери продуктов в результате налипания различных веществ на стенки сосудов.

Перспективное направление — использование сверхскользких покрытий для борьбы с биологическим обрастанием, негативным воздействием вредоносных микроорганизмов и плесневелых грибов.

Внедрить в производство

Специалисты отрасли отмечают перспективность разработки химиков, но при этом указывают на сложности при организации серийного производства.

— Например, в текстильной промышленности важна организация поточной линии производства. Поэтому возникают вопросы, как предложенную технологию встроить в поток. Во-первых, для этого нужно разработать соответствующее оборудование и придумать, как загружать в него изделия для обработки и выгружать их. Во-вторых, операция по рекуперации (возвращение части вещества или энергии для повторного использования. — «Известия») углерода тоже требует дополнительных мероприятий и оборудования, — пояснил главный технолог компании «ТК-Иннотек», соавтор книги «Текстильные материалы с защитными свойствами» Олег Ерофеев.

Фото: пресс-служба ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова

Источник изображения: iz.ru

Поэтому, считает эксперт, для использования в массовом производстве технология требует серьезной доработки. Важно, чтобы в итоге получилась приемлемая себестоимость продукции.

— Чем больше будет новых разработок, тем больше шансов у отечественной промышленности быть конкурентоспособной на мировом уровне. В настоящее время мы наблюдаем отставание по разнообразию материалов, — объяснила «Известиям» доцент Российского технологического университета МИРЭА Юлия Бойко.

Она считает, что для того, чтобы организовать массовое производство изделий по предложенной методике, необходимо заинтересовать инвесторов, потому что государственной поддержки в этом направлении недостаточно.

Сейчас ученые из ИНЭОС продолжают исследования и эксперименты для поиска новых вариантов применения сверхскользких покрытий. В частности, на их основе они намерены разработать огнестойкие покрытия.


Андрей Коршунов

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
1 комментарий
№1
03.07.2023 16:29
Автопокрытие, чтобы не мыть машину без необходимости))
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 21.11 13:19
  • 16
МС-21 готовится к первому полету
  • 21.11 13:14
  • 39
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 21.11 12:38
  • 1
ВСУ получили от США усовершенствованные противорадиолокационные ракеты AGM-88E (AARGM) для ударов по российским средствам ПВО
  • 21.11 12:16
  • 5804
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 21.11 12:14
  • 0
Один – за всех и все – за одного!
  • 21.11 12:12
  • 0
Моделирование боевых действий – основа системы поддержки принятия решений
  • 21.11 11:52
  • 11
Почему переданные Украине ЗРС Patriot отнюдь не легкая мишень для ВКС России
  • 21.11 06:11
  • 135
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 21.11 04:31
  • 0
О "мощнейшем корабле" ВМФ РФ - "Адмирале Нахимове"
  • 21.11 02:41
  • 1
Стало известно о выгоде США от модернизации мощнейшего корабля ВМФ России
  • 21.11 01:54
  • 1
Проблемы генеративного ИИ – версия IDC
  • 21.11 01:45
  • 1
«Тегеран считает Россию хрупкой и слабой»: иранский эксперт «объяснил» суть якобы возникших разногласий между РФ и Исламской Республикой
  • 21.11 01:26
  • 1
Пентагон не подтвердил сообщения о разрешении Украине наносить удары вглубь РФ американским оружием
  • 20.11 20:38
  • 0
Ответ на ""Сбивать российские ракеты": в 165 км от границы РФ открылась база ПРО США"
  • 20.11 12:25
  • 1
В России заявили о высокой стадии проработки агрегатов для Су-75