Ніколи не пробували фарбувати поверх силіконового покриття? Якщо ні, то спішимо доповісти, що через кілька годин фарба сама відвалиться.

Силікон - яскравий представник класу полімерів із дуже низькою поверхневою енергією (практично нульова полярність поверхні), результатом чого є екстремально низька адгезійна здатність таких матеріалів (нульова липкість). До таких речовин, доречі, належить і добре знайомий вам тефлон, що успішно застосовується в якості антипригарного покриття. Отож, дослідники з Університету Кіля (Німеччина) розробили оригінальну технологію, здатну міцно з'єднати навіть ці дві поверхні , які «не прилипають ні до чого».

Методика, описана у журналі Advanced Materials, заснована на використанні «пасивних» (незалежних) нанокристалічних лінкерів у якості міжшарових скріпок.

Два полімери скріплюються разом за допомогою нанорозмірних кристалів оксиду цинку у формі тетраподів, розсипаних між полімерними поверхнями. (Ілюстрація Jan Struben / CAU.)

Технологія з'єднання матеріалів без хімічної модифікації поверхонь може бути використана для розв'язання багатьох повсякденних задач у найрізноманітніших галузях науки та техніки. Вона проста у застосуванні і не вимагає дорогого обладнання чи матеріалів. І якщо вже «наноскріпки» змогли з'єднати тефлон і силікон, їм напевно буде під силу скріпити взагалі все.

У якості лінкерів («наноскріпок») у новій технології зёєднання полімерів виступають нанорозмірні кристали оксиду цинку, що мають форму тетраподів (чотири ніжки стирчать у різні сторони з середини кристала). У момент з'єднання полімерів нанокристали розсипаються по нагрітій поверхні тефлону, на яку потім виливають шар силікону. Для більшого ефекту пиріг, що вийшов, нагрівають до 100 °С протягом години (чи менше). При цьому нанотетраподи протикають полімери і грузнуть у них своїми «ніжками» як якорі. Принцип міцного зчеплення, за словами вчених, заснований на тому, що якщо потягнути тетрапод за одну ніжку, то три інші загрузнуть ще глибше.

Внизу - нанокристалічний тетрапод оксиду цинку; вгорі - тетраподи прокололи тонке полімерне покриття, загрузнувши у ньому. (Мікрофото Xin Jin / CAU.)

Як ви знаєте, багато медичних засобів покривають силіконом для створення абсолютно біосумісних поверхонь. Але поки що це завдання вирішується за допомогою хімічної модифікації поверхонь, що може спричинити неприємні і непередбачувані наслідки при використанні таких продуктів у живому організмі. Таким чином, нова технологія виявиться дуже доречною, і медицина - лише один простий приклад, що відразу приходить на згадку, але і його цілком достатньо.

Якщо звернутися до сухих цифр, то автори розробки повідомляють, що використання їхньої технології дозволило досягти сили адгезії (сили, необхідної для розділення шарів) у 200 Н/м, що можна порівняти з тим, як якісна клейка стрічка контактує з поверхнею скла.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: science.compulenta.ru