Гидрофобный металл — Мастерок.жж.рф — LiveJournal
А помните мы с вами рассматривали интересный гидрофобный песок! А ведь есть и металл с такими свойствами.
Для придания гидрофобных свойств материалам часто используются специальные жидкости, проблема которых заключается в том, что после определенного периода их действие заканчивается. Особенность нового способа заключается в том что водоотталкивающие свойства материалу придаются не дополнительными средствами, а самой текстурой его поверхности.
Специфическую структуру создают с помощью лазеров, и учитывая небольшие размеры патернов ее конечно не преминули назвать наноструктурой.
Давайте узнаем об этом подробнее …
Учёным с помощью тончайшей лазерной гравировки удалось создать такую металлическую поверхность, которая в буквальном смысле отталкивает капли воды словно резиновые мячики. В видео вы можете увидеть это удивительное явление, снятое с помощью макросъёмки.
Разумеется, в мире существует множество различных гидрофобных материалов, но ни один из них не может сравниться по прочности с этим металлом.
Ещё одним преимуществом нового материала является то, что лазерная гравировка является непосредственной частью металла, поэтому она не будет сходить с него со временем, как это случается с гидрофобными покрытиями на химической основе.
Чаще всего гидрофобные покрытия используются в нашем быту в качестве защитного покрытия посуды. Все мы видели гидрофобные сковороды, с которых вода скатывается, практически не оставляя на них следов. Всё это нацелено на то, чтобы поверхность оставалась сухой и чистой от всевозможных бактерий.
А из этого видео вы можете узнать больше про новый материал непосредственно от самих исследователей, которые его разработали. Рассказчиком выступает профессор оптики Чунлей Гуо. Также в видео мы можем заметить нашего соотечественника Анатолия Воробьёва, который является одним из авторов этого научного открытия и также работает профессором в Университете Рочестера.
Будущее у данной технологии весьма перспективное. Также технологию можно широко использовать в электронике, например, при производстве смартфонов, ноутбуков, планшетов и других девайсов. Появится совершенно новая защита от влаги, которая великолепно защитит любую электронику.
Новая разработка ученых сделала прорыв в области структурных материалов для улучшения свойств электротехники и других сферах производства, будь то машиностроение или кораблестроение.
Вот вопрос, а если сделать подводную лодку с таким покрытием 🙂
[источники]
источник
Напомню вам еще что такое гидрофобный песок, а так же Кинетический песок. А если вспоминать про прыгающие капли, то посмотрите еще на Эффект Линденфроста
Tags: Наука
Telegram channel
Что такое гидрофобный пух | День сурка
Статья-обзор о свойствах пуха: плюсы, минусы, современные достижения в обработке изделий.
Чем гидрофобный пух отличается от обычного и где применяется.
|
До появления синтетических утеплителей основным наполнителем в зимних куртках и спальниках служил натуральный пух.
В этой статье разберемся в преимуществах гидрофобного пуха.Как пух согревает
Принцип работы утеплителей заключается в удерживании теплого воздуха, который образует тело человека. Именно воздух, заключенный внутри рыхлого утепляющего материала, наделен низкой теплопроводностью, то есть, попросту говоря, не позволяет теплу рассеиваться. Хорошие «зрелые» и упругие пушинки имеют сильно разветвленную систему тончайших ворсинок. Такая структура способна удержать большое количество воздуха. К тому же, сама пушинка имеет крайне низкий вес. Легкий и объемный материал, долговечный и способный быстро расправляться после различных сжатий, — это и есть идеальный утеплитель, то есть пух.
Как влага воздействует на пух
Осадки, конденсация и пот заставляют микроворсинки пуха слипаться, что сильно влияет на объем воздуха, удерживаемый пухом. Даже тонкая струйка воды способна легко проникать внутрь пуха, свободно течь по ворсинкам, оставляя мельчайшие капельки на их поверхности.
Намокший пух превращается в комок, совсем перестает согревать. А высыхает пух довольно долго, не менее суток при условии сухой и ветреной погоды.
На протяжении многих лет производители пуховых спальников и курток защищали натуральный утеплитель от дождей и влаги с помощью внешних водонепроницаемых (часто мембранных) материалов. Это хороший вариант, однако, он не помогает в ситуациях, когда человек потеет, и влажные испарения все равно проникают внутрь пухового наполнителя. Да и часто в спорте и активном отдыхе не малое значение имеет вес одежды и снаряжения. Любители легких и теплых вещей хотят какую-то более невесомую защиту от влаги, чем достаточно тяжелые мембранные ткани.
Как получают гидрофобный пух
«Гидрофобный» означает невосприимчивый, стойкий к влаге, а в нашем случае – способный согревать даже во влажной среде.
Водостойкий (гидрофобный) пух обрабатывается на молекулярном уровне специальным стойким водоотталкивающим покрытием DWR. Оно наносится на пух на стадии очистки еще до того, как утеплитель попадает внутрь курток и спальников.
- Остается сухим и объемным в десять раз дольше, чем обычный пух.
- Имеет малый вес.
- Удерживает на 150% больше воздуха, чем классический пух во влажном состоянии.
- Высыхает на 30% быстрее.
- Безопасен для здоровья взрослых людей и детей.
- Экологичен.
- Соответствует европейскому стандарту качества Bluesign.
Такое покрытие довольно устойчиво к стиркам (разные производители указывают от 10 до более 20 циклов стирок, которые способен выдержать их водостойкий пух). Также существуют специальные средства для стирки пуха, способные поддерживать и даже восстанавливать гидрофобные свойства натурального наполнителя.
Где применяется водостойкий пух
Гидрофобный пух с успехом используется в городских пуховиках, что актуально при переменчивой погоде, во время мягких зим и межсезонья.
Спортсмены и любители активного отдыха на природе отдают предпочтение легким пуховикам и спальникам с водостойким пухом, поскольку такие изделия более практичны в походных условиях, не боятся влаги, согревают и во влажном виде, быстрее высыхают.
Мужские пуховики купить
Женские пуховики купить
Нам будет приятно, если Вы расскажете о нашей статье друзьям.
Гидрофобные вещества Что это такое и для чего они используются?
Гидрофобные вещества , которые отталкивают воду, играют фундаментальную роль в разработке новых материалов с улучшенными свойствами. Доказательством этого является то, что в последнее десятилетие было проведено множество исследований, направленных на их изучение. В этой статье мы объясним, что такое гидрофобный материал и его промышленное применение.
Что такое гидрофобные вещества?
Гидрофобные материалы основаны на химической концепции гидрофобности , т.е. способности вещества отталкивать воду .
Гидрофобность — это термин, происходящий от греческого слова «гидро», что означает вода, и «фобос», что означает страх. Гидрофобные вещества состоят из неполярных молекул, которые отталкивают массы воды и притягивают другие нейтральные молекулы и неполярные растворители.
Примерами этих молекул являются алканы, масла и жиры в целом.
Капли воды на гидрофобных поверхностях имеют характерную форму, называемую эффектом лотоса, после появления воды на листе лотоса.
Эти типы поверхностей встречаются в природе, например, крылья бабочек или перья уток, которые используются в качестве эталона для создания и инноваций гидрофобных материалов.
Чтобы понять поведение поверхности по отношению к воде, необходимо измерить ее краевой угол, что даст информацию об энергии взаимодействия между поверхностью и жидкостью.
Гидрофобные вещества характеризуются краевым углом смачивания с водой более 90° . Однако существуют также супергидрофобных материалов, которые имеют углы больше 150º и поверхность которых сопротивляется смачиванию.
Применение и применение гидрофобных материалов
Когда масло или жиры смешиваются с водой, образуются два отдельных слоя, которые не смешиваются друг с другом, поскольку вода полярна, а жиры – нет. С этим явлением связаны некоторые из наиболее известных применений гидрофобных веществ.
Например, процессы удаления жиров из водных растворов, ликвидации разливов нефти и химического разделения полярных и неполярных элементов.
Однако гидрофобные вещества выполняют множество других важных промышленных функций. В этом отношении супергидрофобные покрытия используются во всем в автомобильной, коммерческой, аэрокосмической, альтернативной энергетике, строительстве, технологиях и даже для разработки новых материалов будущего.
Гидрофобные и супергидрофобные материалы могут быть разработаны с использованием многих производственных методов, таких как послойная сборка, лазерная обработка, погружение в раствор, методы золь-гель, химическое травление и метод Хаммерса.
Полезность этого свойства действительно значительна. Например, существует множество разнообразных гидрофобных покрытий, улучшающих характеристики и срок службы материалов .
Некоторые из промышленных применений гидрофобных материалов:
- Удаление масла из водных растворов.
- Удаление масла из водных растворов применяется для пластиков, керамики и сетки.
- Сильный эффект самоочистки и создание новых материалов путем модификации поверхности пластмасс
- Улучшено антифризное поведение тепловых трубок .
- Функционирует как защитное покрытие от воды и пыли на электронных изделиях .
- Играет важную роль в очистке воды .
- Теплообмен приложений
- Улучшение функциональных возможностей биомедицинских устройств и др.
Преимущества и свойства гидрофобных веществ
Использование гидрофобности дает много преимуществ.
Гидрофобные материалы обычно представляют собой низкоэнергетические поверхностные материалы, которые устойчивы к смачиванию и обладают повышенной коррозионной стойкостью .
Эти вещества используются для улучшения инструментов обнаружения влаги и предотвращения загрязнения влагой обогревательных трубок и аналитических систем переноса проб. Например, мы можем использовать гидрофобные вещества в медицинских диагностических системах для улучшения разделения и коррозионной стойкости.
Аналогично гидрофобные поверхности применяют при производстве красок для их антибактериального действия , а также в рафинировании металлов , в грязеотталкивающих тканях или при производстве огнестойкой и водонепроницаемой одежды .
Кроме того, гидрофобные материалы из полимеров широко используются из-за их низкой стоимости и простоты приготовления.
Можно сделать вывод, что, учитывая успехи гидрофобности, в настоящее время проводится большое количество исследований, направленных на разработку новых супергидрофобных материалов, которые считаются одним из материалов будущего.
Вы хотите разработать инновационные материалы с улучшенными свойствами? Свяжитесь с Infinitia Research.
Гидрофобность материалов | ATRIA Innovation
Материалы с гидрофобными свойствами стали очень привлекательными благодаря возможностям, которые они предлагают, и появлению на рынках всевозможных продуктов. Если вы не знаете основ этого свойства материалов, мы объясним вам это.
Гидрофобность – это способность материала отталкивать воду со своей поверхности, а гидрофильность – это свойство притягивать воду. Это свойство обычно измеряется путем наливания капли воды определенного объема на поверхность, которую мы хотим измерить, и наблюдения за углом, который капля образует с поверхностью.
Если угол падения больше 90° он будет напоминать сферическую каплю, обладающую гидрофобным поведением. Если же, наоборот, капля имеет краевой угол меньше 90°, то она будет очень плоской каплей и будет растекаться по поверхности; это означает, что материал демонстрирует гидрофильное поведение .
Например, если капнуть каплю воды на стальной лист, капля растечется по поверхности и останется очень плоской, так как угол смачивания стали очень мал и она очень гидрофильна. Если, наоборот, на тефлон налить каплю воды, то она будет иметь форму шара и будет легко двигаться по поверхности, не смачивая ее, имея очень большой краевой угол и поэтому обладая высокой гидрофобностью.
Как мы уже говорили, это свойство материала, но есть методы, с помощью которых это свойство можно изменить, чтобы получить сталь, которая отталкивает воду, как это происходит в ваших тефлоновых сковородах. Чтобы изменить это свойство, можно использовать два разных типа методов: изменить вовлеченные химические механизмы или изменить физические механизмы.
Первый вариант получил широкое распространение в течение многих лет и включает изменение химического состава материала. В основе этого метода лежит изменение силы сцепления, существующей между водой и различными материалами. Если материал имеет очень сильное сродство и силы связи между водой и его поверхностью, то капля будет сильно прилипать и очень гидрофильна. Чтобы лучше понять это, можно представить, что поверхность материала и вода — это два магнита, которые притягиваются друг к другу и, следовательно, остаются очень близко друг к другу. Если, наоборот, силы сцепления очень слабые, то вода будет иметь сферическую форму и будет катиться по поверхности материала, не смачивая его. В этом случае вода была бы как бы в космосе, без какой-либо силы, заставляющей ее соприкасаться с поверхностью.
После понимания механизма химической связи между водой и поверхностью материалов можно модифицировать его путем нанесения покрытия на материал. Если мы создадим тонкослойное покрытие (даже нанометров) для материала, мы сможем превратить гидрофильный материал в гидрофобный и наоборот.
Таким образом, мы можем изменить контактный угол любого материала.
Покрытия можно наносить погружением, погружением, распылением или добавками в случае полимеров. Технология нанесения покрытий будет зависеть от типа и геометрии изделия.[подробнее]
Второй вариант, более новый, который начинает внедряться в промышленности, заключается в физическом изменении взаимодействия между водой и материалом. Если в случае химической модификации мы сосредоточимся на силах связи между водой и поверхностью материала, то физическая модификация действует на поверхностное натяжение между твердым материалом и жидкостью. Эти силы поверхностного натяжения такие же, как когда мы играем в мыльные пузыри с помощью обруча, слой мыльной воды остается внутри обруча, и тогда мы можем дуть, чтобы сделать пузырь. Теоретически из-за веса мыльной воды это должно быть невозможно, но поверхностное натяжение препятствует падению воды. Это также поверхностное натяжение, которое заставляет некоторых комаров ходить над водой, не опускаясь, поскольку оно создает восходящую силу, превышающую их вес.
Как мы видели, существуют определенные материалы и животные, которые из-за поверхностного натяжения между водой и ими могут создавать гидрофобность. Чтобы изменить это поверхностное натяжение, нам нужно только изменить контактную поверхность между материалом и водой, создавая пики или линии в материале микрометрического или нанометрового размера, между которыми вода плавает в воздухе. Основание похоже на ложе факира. Если бы они легли на доску одним гвоздем, то прибили бы его, но так как они лежат на многих, то вес распределяется по многим точкам, и они остаются в воздухе.
То же самое происходит и с водой, и она остается в воздухе, при очень слабом взаимодействии шпажек поверхности с водой, придавая сферическую форму каплям воды и заставляя их катиться по поверхности, не смачивая ее. В этом случае технология, которую мы будем использовать, это микроструктурирование в форме для полимеров, лазер для всех типов материалов и Roll-to-Roll для полимеров и некоторых металлов.