Российские ученые разработали водооталкивающий наноматериал для обработки фасадов и стекол зданий

Миллиарды долларов в год только на защите от коррозии помогут сэкономить водооталкивающие покрытия, разработанные в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина /ИВХЭ/ Российской академии наук, пишет ИТАР-ТАСС Урал. Кроме того, этот новый класс многофункциональных наноматериалов, официально именуемый супергидрофобными покрытиями, обещает громадный экономический эффект за счёт защиты электропроводов от обледенения и, соответственно, обрывов. Не столь жизненно важным, но не менее экономичным является ещё одно свойство таких материалов: обработка ими фасадов и стёкол зданий делает излишним их мытьё, так как промышленных альпинистов полностью заменят сами атмосферные осадки.

Об этом рассказала в своём докладе на заседании президиума РАН сотрудница ИВХЭ, член-корреспондент РАН Людмила Бойнович.

«Супергидрофобными называют материалы, демонстрирующие так называемый «эффект лотоса», - поведала она. - Этот эффект проявляется в том, что при контакте с таким материалом капля воды принимает форму, близкую к шарообразной, и при небольшом наклоне материала по отношению к горизонту капля с поверхности скатывается, захватывая при движении все загрязнения поверхности».

Свойство супергидрофобности поверхности в природе явление не уникальное и свойственно многим растениям или насекомым, рассказала учёный. Но лишь в последние годы удалось «осознанно создать такие материалы».

Нужный эффект, по её словам, достигается созданием из соответствующих наноматериалов шероховатых поверхностей через нанесение слоя расплавленного полимера с последующей кристаллизацией покрытия плазменным травлением поверхности. Благодаря этому супергидрофобные свойства можно получить у любой поверхности. Капли воды будут просто отталкиваться. Эти наноструктурированные материалы обладают даже свойствами самовосстановления после высокотемпературной обработки.

«Такие материалы в нашем институте получены, - отметила Бойнович. - Они могут и должны быть использованы в электроэнергетике, создании противокоррозионных материалов, создании противообледенительных покрытий, нанесение водоотталкивающих и самоочищающихся слоёв на текстильные изделия».

«Применение разрабатываемых нами покрытий дает принципиально новый, физико-химический, подход к решению проблемы, не требующий ни значительных капиталовложений, ни трудоемкого и частого обслуживания», - сказала учёный.

Использование супергидрофобных покрытий на изоляторах практически исключает утечку тока. Подобное покрытие позволяет также избавиться от проблемы обрыва проводов при ледяных дождях. Лёд, даже образовавшись, в течение 10-12 минут сам отрывается от поверхности в силу её самоочищающихся свойств, сообщила она.

Одной из наиболее востребованных областей использования таких материалов является строительство в больших городах с высоким уровнем загрязнённости воздуха, пояснила исследовательница. Супергидрофобизующая обработка зданий из стекла и бетона позволяет существенно снизить остроту проблемы очистки стекол и фасадов от загрязнений. По существу, после этого работа по обслуживанию фасадов зданий ложится на окружающую природу и выполняется при естественном выпадении осадков. Это, в свою очередь, дает колоссальный экономический эффект, связанный с регламентными работами по мытью стекол, с высотными работами, с экономией воды и моющих смесей.

Однако куда более важным направлением использования супергидрофобных покрытий является борьба с коррозией, с которой связаны ежегодные потери в миллиарды долларов. «Нами разработана серия покрытий для поверхности самых разных чёрных и цветных металлов, обеспечивающих защиту от коррозии даже в очень жестких условиях эксплуатации изделий в атмосфере, содержащей значительное количество солей металлов и при частом выпадении осадков. Применение таких покрытий снижает скорость коррозионных процессов при эксплуатации в атмосферных условиях по многим причинам, в том числе и за счет того, что водоотталкивающие свойства поверхности минимизируют контакт осадков с поверхностью», - пояснила Бойнович.

Важным же для широких масс людей применением новых веществ является супергидрофобизующая обработка различных тканей и одежды, которая может проводиться как на исходном материале, так и на готовом изделии. Подобная обработка позволяет без изменения цвета, плотности, фактуры изделия придавать одежде и тканям новые свойства, такие как непромокаемость даже под сильным дождем, незагрязняемость при попадании на ткань остатков пищи, соков, чая, кофе, вина.

«Благодаря созданной в лаборатории приборной базе нам удалось разработать фундамент для направленного создания супергидрофобных покрытий для самых разных материалов и выйти на лидирующие позиции в мире в этой области», - завершила Бойнович.