Gdy woda nie dotyka powierzchni
Dzięki chemicznej modyfikacji powierzchni płytki krzemowej metylotrichlorosilanem (MeSiCl3), wytworzono na niej cienką warstwę nowego materiału polimerowego o specyficznej trójwymiarowej nanostrukturze, która zmienia właściwości powierzchni, czyniąc ją idealnie hydrofobową (wodowstrętną) - donosi "Journal of Chemical American Society".
Grupa badawcza profesora Thomasa McCarthy z University of
Massachusetts (USA) wykorzystała nanotechnologiczne metody
kontrolowanej chemicznej modyfikacji przy opracowaniu nowego
materiału o ponadprzeciętnych właściwościach hydrofobowych.
Hydrofobowość materiału polega na odpychaniu cząsteczek wody od
powierzchni, na której znajduje się ona w stanie ciekłym.
Naukowcy badali wpływ obecności cienkiej warstwy polimeru
metylosiloksanowego wytworzonej przy użyciu metylotrichlorosilanu
(ang. Methyltrichlorosilane - MeSiCl3) na zwiększenie właściwości
wodowstrętnych modyfikowanej w ten sposób powierzchni.
Badania umożliwiły opracowanie metody syntezy warstwy
modyfikującej o charakterystycznej trójwymiarowej nanostrukturze,
która zmienia powierzchnię krzemionkowej płytki na silnie
hydrofobową.
Pierwszym etapem syntezy jest zanurzenie płytki krzemowej w
mieszaninie metylotrichlorosilanu i toluenu, po czym następuje
szybkie jej przeniesienie do mieszaniny toluenu, wody i etanolu.
Taka procedura wymusza wzrost makrocząsteczek polimerowych w
kierunku prostopadłym do powierzchni modyfikowanej płytki
krzemowej, a obecność toluenu utrzymuje je w stanie rozproszonym,
tworząc strukturę luźno upakowanej, trójwymiarowej sieci
metylosiloksanowej.
"Gdy ostatecznie usunęliśmy toluen, przepłukując powierzchnię
płytki etanolem, skomplikowana trójwymiarowa nanostruktura zapadła
się, tworząc superhydrofobową, cienką warstwę na powierzchni
płytki krzemowej" - wyjaśnia prof. T. McCarthy.
Według naukowców, zmodyfikowana powierzchnia charakteryzuje się
tak silnymi właściwościami hydrofobowymi, iż badanie kąta
zwilżenia (ilustrującego siłę oddziaływań kropli z badana
powierzchnią), wymagało zastosowania nowej metody pomiaru.
Prostota nowo opracowanej metody daje jej przewagę nad innymi,
znanymi dziś procedurami mającymi na celu modyfikacje powierzchni.
Jednym z zastosowań superhydrofobowych warstw są samoczyszczące
szyby, które po deszczu wraz ze spływającą wodą pozbywają się
wszelkich zanieczyszczeń.(PAP)
poleca:
