مواد جديدة مانعة لتسرب المياه ومضادة للحشف:
تم تطوير مواد جديدة من قبل العلماء في معهد أبحاث سلامة الطاقة (ESRI) في جامعة سوانسي، وهي مواد غير سامة واقتصادية وتبشر باستبدال المواد الأكثر تكلفة والخطرة المستخدمة في العزل المائي ومقاومة الحشف، الضباب فئة جديدة من المواد النانوية ذات قابلية التبلل القابلة للضبط لها تطبيقات مهمة تتراوح من الأسطح المضادة للحشف إلى الأسطح العازلة للماء، المواد التي صنعها العلماء في جامعة سوانسي غير مكلفة وغير سامة ويمكن تطبيقها على مجموعة متنوعة من الأسطح عن طريق الرش أو الطلاء بالدوران.
أبلغ الباحثون بقيادة الدكتورة شيرين ألكسندر والبروفيسور أندرو بارون، عن اكتشافهم في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية المفتوحة الوصول ACS Omega، توفر المواد النانوية المطلية بالرش نسيجًا للأسطح، بغض النظر عن الركيزة، والوظيفة الكيميائية التي يمكن أن تغير السطح من فائق المحبة للماء (ترطيب الماء) إلى شديد المقاومة للماء (طارد الماء) بناءً على اختيار الوظيفة المصممة.
تم تصنيع واختبار الطاقة السطحية المنخفضة للمواد ذات الطاقة السطحية العالية من قبل وفاء الشطي، طالبة ماجستير في معهد أبحاث سلامة الطاقة في حرم جامعة سوانسي باي، هناك، قامت بتركيب جزيئات أكسيد الألومنيوم النانوية باستخدام أحماض كربوكسيلية خطية ومتفرعة الهيدروكربونية (مع طاقات سطحية مختلفة) لإثبات أن مقاومة الماء يمكن ضبطها بسهولة بناءً على طبيعة الوظيفة الكيميائية، يوضح البحث أن التغييرات الطفيفة في السلسلة العضوية تمكن من التحكم في قابلية السطح للبلل والخشونة والطاقة السطحية وقدرة الجسيمات النانوية على التصرف كعناصر نشطة السطح.
يتم تعزيز كل من المقاومة للماء والماء بواسطة الخشونة، تُظهر الجسيمات النانوية مع وظيفة methoxy (-OCH3) طاقة سطحية عالية وبالتالي خصائص محبة للماء الفائق، من ناحية أخرى، تقلل الهيدروكربونات المتفرعة من طاقة السطح، السلاسل الشائكة (المتفرعة) هي خط الدفاع الأول ضد الماء إلى جانب خشونة السطح (التي تسببها الجسيمات النانوية في كلتا الحالتين)، هذا يقلل من الاتصال بين السطح وقطرات الماء، مما يسمح لها بالانزلاق.
لكي تكون شديدة المقاومة للماء، يجب أن يكون للمادة زاوية ملامسة للماء أكبر من 150 درجة، بينما الأسطح فائقة المحبة للماء هي مادة تظهر أسطحها زوايا ملامسة للماء أقل من 10 درجات، زاوية التلامس هي الزاوية التي يلتقي عندها سطح الماء بسطح المادة، قد تكون المادة شديدة المقاومة للماء والقائمة على الهيدروكربون بمثابة بديل “أخضر” لمركبات الكربون الفلورية الخطرة والمكلفة والمستخدمة بشكل شائع في التطبيقات شديدة المقاومة للماء.
