Dezvoltarea unei astfel de acoperire a necesitat mai mult de cinci ani de cercetare continuă, iar în primii doi ani echipa de oameni de știință nu a crezut nici măcar în posibilitatea fundamentală de realizare a acestui concept.
Experiența a sugerat că pentru a da o proprietăți de respingere a suprafeței, este necesar să se țină seama de natura specifică a agentului. Pentru a preveni udarea și umezirea cu apă, un lucru este bun, și pentru insensibilitatea la contactul cu uleiurile - altul. Cum să combinați o structură diferită într-un singur material și este chiar posibil?
În același timp, straturile universale (oleo-hidrofobe) dezvoltate de alte grupuri de cercetători ne-au dat o speranță slabă și ne-au forțat să desfășurăm următoarele sute de experimente.
În afara sferei computerului, sunt cunoscute numeroase acoperiri hidrofobe. Ele au apărut mai devreme, iar impregnările sunt utilizate pe scară largă în industria textilă și a încălțămintei. Cei extrem de disperați chiar încearcă să alerge în astfel de pantofi și costume de baie pe apă.
Se bazează pe compuși organici de siliciu și practic nu afectează transparența. În acest caz, stratul de acoperire determină ruperea picăturilor de apă (previne încețoșarea) și, de asemenea, face ca suprafața să fie mai puțin susceptibilă la amprentele digitale.
Sarcina echipei din cadrul Facultății de Știința Materialelor și a Secției de Chimie High-Moleculară a Universității din Michigan nu a fost doar să repete, ci să depășească în mod semnificativ prototipurile existente.
Structura și unghiul de contact al diferitelor lichide cu înveliș superuniflex (Shuaijun Pan / University of Michigan)
După mulți ani de cercetare, au reușit să găsească combinația necesară de proprietăți - un fel de cheie geometrică. Suprafața super-neofică dezvoltată este caracterizată de un unghi de contact mai mare de 150 ° și o valoare optimă a histerezisului elastic pe întreaga suprafață.
Zona de contact cu picături de orice lichid este redusă efectiv datorită structurii ierarhice reentante. Ca urmare, toate picăturile care se încadrează nu se întind pe suprafață, ci se revarsă din ea și se rostogolesc.
Chiar și în experimentele de laborator, numai două din o sută de soluții testate au reușit să depășească bariera și să provoace o umezire parțială a specimenului de testare.
In conditii reale, dupa ce a fost acoperita cu acoperire protectoare, nu va fi o picatura de nici un fel de lichid, fie el Newtonian, Bingam, pseudoplastic, tixotropic sau reopex. Acesta este un adevărat "ecran chimic" al scopului universal.
Noul strat este conceput pentru un viitor deosebit, deoarece poate proteja simultan aproape orice material de cele mai agresive lichide și alți factori externi.
Pe lângă interesul evident din partea armatei, o astfel de acoperire este solicitată în multe sectoare ale sectorului civil. În ciuda automatizării, majoritatea instalațiilor din industria chimică rămân într-un pericol constant de deversare și pătrundere în cantități mari de diferite lichide corozive pe suprafața echipamentului și pe pielea personalului.
Acoperirile protectoare și echipamentele individuale de protecție utilizate astăzi sunt caracterizate de o universalitate relativ mică. În plus, aceștia nu sunt în măsură să reziste la astfel de influențe externe pentru mult timp în caz de accidente grave. Sarcina lor este de a oferi victimelor câteva minute să ajungă la dușul de degazare și spălare și să fie evacuate într-o zonă sigură.
După aceasta, este timpul să acționăm ca o brigadă de urgență, care utilizează costume de protecție chimice complet diferite. În ciuda multilateralității și a protecției sporite, timpul de ședere în siguranță este, de asemenea, sever restricționat. La astfel de costume este dificil să se miște, iar din cauza stării complete și a proprietăților termoizolante care apar în mod inevitabil, într-o jumătate de oră o persoană are o supraîncălzire puternică.
Utilizarea unei acoperiri super-neofic ca strat exterior ar trebui să mărească semnificativ proprietățile protectoare ale seturilor obișnuite și ale celor de urgență. Utilizarea sa pe nodurile tehnologice nu are limite practice semnificative și va permite conservarea resurselor de echipamente valoroase.
În plus față de o aplicație specifică în producție, acoperirea poate fi utilizată pentru a prelucra aproape orice încălțăminte și îmbrăcăminte, rucsaci și corturi pentru a le da proprietăți de respingere a apei și murdăriei.
Unele dificultăți pot apărea numai în industria auto și aerospațială. Vitezele de impact de nisip de mare viteză acționează ca procesare abrazivă și elimină rapid acoperirea de înaltă tehnologie. Îmbunătățirea rezistenței mecanice este una din următoarele etape ale îmbunătățirii sale.