|
Немецкие учёные разработали оригинальную технологию, способную накрепко соединить такие «не прилипающие ни к чему» поверхности, как тефлон и силикон. Методика основана на использовании нанокристаллических линкеров в качестве межслоевых скрепок.
Никогда не пробовали красить поверх силиконового покрытия? Если нет, то спешим доложить, что через пару часов краска сама отвалится.
Силикон - яркий представитель класса полимеров с очень низкой поверхностной энергией (практически нулевая полярность поверхности), результатом чего является экстремально низкая адгезионная способность таких материалов (нулевая липкость). В этом ряду, к слову, стоит и хорошо знакомый вам тефлон, успешно применяющийся в качестве антипригарного покрытия (ну не липнет к нему ничего, и всё тут!). Так вот, исследователи из Университета Киля (Германия) разработали оригинальную технологию, способную накрепко соединить даже эти две «не прилипающие ни к чему» поверхности.
Методика, описанная в журнале Advanced Materials, основана на использовании «пассивных» (независимых) нанокристаллических линкеров в качестве межслоевых скрепок.
Технология соединения материалов без химической модификации поверхностей может быть использована для решения многих повседневных задач в самых разных областях науки и техники. Она проста в применении и не требует дорогостоящего оборудования или материалов. И если уж «наноскрепки» сумели соединить тефлон и силикон, им наверняка будет под силу скрепить вообще всё.
В качестве линкеров («наноскрепок») в новой технологии сцепления полимеров выступают наноразмерные кристаллы оксида цинка, имеющие форму тетраподов (четыре ножки торчат в разные стороны из середины кристалла - подобно противотанковым ежам). В момент соединения полимеров нанокристаллы рассыпаются по нагретой поверхности тефлона, на которую затем выливают слой силикона. Для пущего эффекта получившийся пирог нагревают до 100 ˚С в течение часа (или менее). При этом нанотетраподы протыкают полимеры и вязнут в них своими «ножками», подобно якорям. Принцип прочного сцепления, по словам учёных, основан на том, что если потянуть тетрапод за одну ножку, то три другие увязнут ещё глубже.
Как вы знаете, многие медицинские средства покрывают силиконом для создания полностью биосовместимых поверхностей. Но пока эта задача решается с помощью химической модификации поверхностей, что может повлечь неприятные и непредсказуемые последствия при использовании таких продуктов в живом организме. Таким образом, новая технология появилась как нельзя кстати, и медицина - лишь один простой пример, который сразу приходит на ум, но и его более чем достаточно.
Если обратиться к сухим цифрам, то авторы разработки сообщают, что использование их технологии позволило достичь силы адгезии (силы, необходимой для разделения слоёв) в 200 Н/м, что сравнимо с тем, как качественная клейкая лента контактирует с поверхностью стекла.
Подготовлено по материалам Университета Киля.
| |