В российском университете создали сверхэффективное защитное покрытие
Покрытия, разработанные в ВолгГТУ, смогут повысить защиту от коррозии и обледенения, обеспечить эффект самоочищения поверхностей материалов, уверены ученые университета. Результаты их исследования опубликованы в журнале Polymers.
Говоря о том, для чего нужна их разработка, ученые рассказали, что большинство конструктивных материалов и сплавов, которые находятся в условиях высокой влажности, подвержены коррозии, биообрастанию или обледенению в условиях «ледяного дождя». Также на поверхности оборудования, например, телекоммуникационных антенн или трансформаторах энергии, со временем оседает пыль. Чистка этого оборудования – это дополнительные затраты. Однако, без нее, эффективность работы устройств снижается.
Одновременно с этим, существующие покрытия, в основной массе, не дают полной защиты от коррозии, обледенения или эффективны для ограниченного количества материалов.
Разработка исследователей ВолгГТУ способна обеспечить водоотталкивающие свойства и возможность самоочищения поверхности материалов благодаря свойствам сополимеров (полимеров, состоящих из двух и более мономерных звеньев).
Доцент кафедры «Технология высокомолекулярных и волокнистых материалов» Виктор Климов рассказал: «Покрытия на основе наших сополимеров способны обеспечивать супергидрофобные свойства и самоочищение поверхности. То есть капля воды в идеале вообще не растекается по поверхности, а сохраняет сферическую форму до тех пор, пока не испарится или не скатится с объекта».
Он пояснил, что есть такое понятие, как «угол смачивания», его значения специалисты используют для определения того, как капля воды будет вести себя при взаимодействии с твердым материалом.
И, чем меньше этот угол, тем больше капля воды растекается по поверхности, смачивая, соответственно, и большую площадь. Соответственно, коррозийные процессы на такой поверхности идут быстрее. Если угол смачивания более 90 градусов, то капли воды меньше растекаются и смачивают меньшую площадь, следовательно, коррозия замедляется.
Максимально водоотталкивающие (супергидрофобные) поверхности имеют угол смачивания от 150 градусов, а некоторые полимерные покрытия ученых вуза характеризуются контактными углами до 170, уточнил исследователь.
Климов также отмечает, что добиться супергидрофобных свойств практически невозможно без соответствующей микроструктуры материала. «Если нанести сополимеры на гладкую поверхность — значения будут около 110 градусов, но, если до этого создать на нем нужную шероховатость, угол смачивания достигнет 150 градусов и выше. Мы работаем над составами, которые при нанесении обеспечат достижение таких свойств» — дополнил Виктор Климов.
Покрытия, разработанные российскими учеными, обеспечивают низкий угол скатывания, то есть капли воды быстро соскальзывают с поверхности материала при наклоне к линии горизонта всего в 2-3 градуса. Такая особенность покрытия позволяет говорить о самоочищении поверхностей, на которые оно нанесено.
Для создания защитного полимерного покрытия ученые использовали сополимеры на основе фторалкилметакрилатов и глицидилметакрилата.
Напомним, что направление, в рамках которого проводится данное исследование, входит в стратегический проект ВолгГТУ в рамках программы «Приоритет-2030». В программе развития университета заложены четыре стратегических проекта, в том числе «Центр цифровых научно-образовательных проектов и разработок» и «Технологии для промышленного инновационного кластера».