Реклама

Нанокристалічні тетраподи "склеять" навіть надзвичайно слизькі матеріали

( 2 Голосів, Всередньому: 3.00 із 5 )
Tuesday, 28 August 2012

нанокристалічні тетраподи оксиду цинкуНіколи 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.

нанокристалічні тетраподи оксиду цинку

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.

нанокристалічні тетраподи оксиду цинку

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