Die weltweit beste wasserdichte Oberfläche

Finnische Wissenschaftler haben ein neues Material entwickelt, das aus einer äußeren Schicht wasserabweisender Moleküle besteht, die mit einer darunter liegenden festen Siliziumoberfläche verbunden ist.

Illustration einer flüssigkeitsähnlichen Molekülschicht, die Wassertropfen abweist. Foto: Ekaterina Osmekhina/Aalto-Universität

Ein finnisches Forschungsteam unter der Leitung von Robin Ras an der Aalto-Universität und mit Unterstützung von Wissenschaftlern der Universität Jyväskylä hat einen Mechanismus entwickelt, der Wassertropfen mit beispielloser Effizienz von Oberflächen abperlen lässt. Die neue Studie wurde am 23. Oktober in der Fachzeitschrift Nature Chemistry veröffentlicht.

Die Art und Weise, wie Wasser an Oberflächen haftet oder von ihnen abperlt, beeinflusst das Kochen, den Transport, die Optik und Hunderte weiterer Technologien. Besser wasserbeständige Oberflächen könnten viele Technologien in Haushalt und Industrie, wie beispielsweise im Sanitär-, Transport- und Automobilbereich, verbessern.

In der neuen Studie entwickelte das Team feste Silikonoberflächen mit einer flüssigkeitsähnlichen Außenschicht, die Wasser abweist, indem sie Tropfen abperlen lässt. Diese Beschichtung wirkt als Schmiermittel zwischen dem Produkt und den Wassertropfen.

Die neuen Erkenntnisse stellen gängige Vorstellungen über die Reibung zwischen festen Oberflächen und Wasser in Frage und eröffnen neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Glätte auf molekularer Ebene. „Unsere Studie ist die erste, die direkt auf die Nanometerskala vordringt, um molekular heterogene Oberflächen zu erzeugen“, sagte Sakari Lepikko, Mitglied des Forschungsteams.

Durch gezielte Anpassung von Faktoren wie Temperatur und Wassergehalt im Reaktor konnten sie die Bedeckung der Siliziumoberfläche mit der selbstorganisierten Monoschicht (SAM) steuern. Überraschenderweise führte selbst eine geringe Bedeckung zu einer extrem hohen Gleitfähigkeit.

Mit ihrer neuen Methode schuf das Team die rutschigste Flüssigkeitsoberfläche der Welt . Laut Lepikko verspricht die Entdeckung Anwendungsmöglichkeiten überall dort, wo eine wasserdichte Oberfläche benötigt wird. „Sie bietet potenzielle Anwendungen für die Wärmeübertragung in Rohren, Enteisung, Beschlagschutz, die Schaffung selbstreinigender Oberflächen und sogar für die Mikrofluidik – wo Tröpfchen reibungslos fließen müssen“, sagte Lepikko.

Das Team plant, die SAM-Beschichtung weiter zu testen und zu verbessern. „Das Hauptproblem der SAM-Beschichtung ist ihre hohe Dünnheit, die bei physischem Kontakt leicht zerfällt. Ihre Erforschung liefert uns jedoch grundlegende Erkenntnisse, die wir für die Entwicklung langlebiger, praktischer Anwendungen nutzen können“, sagte Lepikko.

Thu Thao (laut Guardian )

Quellenlink: https://vnexpress.net/be-mat-chong-nuoc-tot-nhat-the-gioi-4668444.html