211service.com
Zelfreinigende, mistvrije voorruiten
Een nieuwe coating die van structuur verandert afhankelijk van of het in contact komt met olie of water, kan voorkomen dat de voorruit beslaat of olieachtige afzettingen ophoopt. De coating is ontwikkeld aan de Purdue University en gerapporteerd tijdens de American Chemical Society-bijeenkomst van vorige week.
Zie duidelijk: Wanneer water condenseert op glas, kan het kleine druppeltjes vormen waardoor het oppervlak moeilijk te doorzien is. Een nieuwe coating zorgt ervoor dat dergelijke druppels zich verspreiden en een transparant vel vormen. De coating stoot ook olie af.
Druppel water op een oppervlak dat is behandeld met de coating en het verspreidt zich snel, waardoor een dunne film ontstaat. Deze actie voorkomt de vorming van de kleine waterdruppeltjes waaruit mist bestaat. Voeg echter olie toe en het oppervlak reageert omgekeerd, olie afstotend en ervoor zorgend dat het parelt. Elke olie die niet vanzelf wegloopt, kan gemakkelijk met water worden weggeveegd, waardoor het voor een chauffeur niet nodig is om zeep te gebruiken.
Het gedrag van olie en water op de coating is ongebruikelijk omdat bij dit materiaal olie meer parelt dan water. Meestal is het andersom: de grotere oppervlaktespanning van water zorgt ervoor dat het meer parelt dan olie.
Hoewel de exacte mechanismen die hierbij betrokken zijn nog niet zijn bevestigd, is het duidelijk dat wat de coating op deze ongebruikelijke manier doet werken, is dat het in feite twee oppervlakken in één zijn, in staat om de structuur te veranderen afhankelijk van of het in contact komt met olie of water. De coating is gemaakt van polymeerketens die chemisch zijn bevestigd aan een glazen oppervlak zoals borstelharen. Deze polymeren zijn flexibel en kunnen van vorm veranderen. Terwijl ze dat doen, kunnen segmenten met duidelijke chemische eigenschappen naar de oppervlakte stijgen. De Purdue-onderzoekers suggereren dat een mogelijkheid is dat deze polymeren zichzelf herschikken, afhankelijk van de manier waarop verschillende segmenten worden aangetrokken door of afgestoten door olie of water. Wanneer er olie aanwezig is, stijgt een segment van het polymeer dat ervoor zorgt dat vloeistoffen parelen naar het oppervlak van de coating. Maar als er water aanwezig is, trekt dit segment zich terug van het oppervlak, waardoor het water zich kan verspreiden.
Het is zeker een slimme manier om te gaan, zegt Michael Rubner, een professor in materiaalkunde en engineering aan het MIT. De nieuwe coating van de Purdue-onderzoekers, zegt hij, is uniek gepositioneerd om zich aan te passen aan zijn omgeving.
De coating kan met name nuttig zijn aan de binnenkant van autoruiten, zegt Jeffrey Youngblood, de professor in materiaalkunde aan Purdue die het werk leidde. Sporen van hoeveelheden olie, zoals van beschermende behandelingen aan de binnenkant van een auto, hechten aan glas, veranderen de oppervlakte-energie van het glas en vergroten de neiging tot beslaan. De coating zou zowel de olie afstoten als de vorming van waterdruppels van mist voorkomen. De eigenschappen van de coating kunnen het ook nuttig maken in filters. Toegepast op een poreuze silica, laat het water door, maar verhoogt het de barrières voor olie. Dit kan handig zijn voor het opruimen van olievlekken.
Om de coating te maken, ontwikkelden de onderzoekers een manier om Zonyl FSN-100, een materiaal van DuPont, covalent te binden aan een glazen oppervlak. Hoewel dit proces goed werkte voor het testen van de eigenschappen van het systeem, is het te duur voor grootschalige productie. Youngblood en zijn collega's ontwikkelen momenteel goedkopere spray- of roll-on technieken om de coating te maken.
Toekomstige stappen omvatten ook het aanpassen van de chemie, zodat de coating werkt met soorten oliën naast de olie op basis van aardolie die tot nu toe is getest. Uiteindelijk kan het mogelijk zijn om een coating te maken op basis van vergelijkbare mechanismen die vingerafdrukken afstoot, waardoor het gemakkelijker wordt om brillen en displays van mobiele telefoons schoon te houden.