Новое покрытие превращает обычные стекла в супер-стекла



Инженеры из Гарвардского университета и Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS) разработали новое, биоинспирированное покрытие, которое придает обычному стеклу невероятные свойства. По словам ученых, оно может быть использовано для создания прочных, устойчивых к царапинам линз для очков, самоочищающихся стекол для оконных стеклопакетов, улучшенных солнечных панелей и новых медицинских диагностических приборов.

Ранее эта же команда ученых разработала синтетическое покрытие под названием SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces, Скользящая Жидкостная Пористая Поверхность). Новое покрытие основано на этой же технологии, однако, оно менее скользкое, но гораздо более прочное и полностью прозрачное. Эти свойства нового покрытия позволяют разрабатывать коммерчески полезные материалы, которые отталкивают практически все.

Покрытие SLIPS было разработано по образу и подобию плотоядного насекомоядного растения, которое приманивает насекомых на ультраскользкую поверхность своих листьев, откуда они «скользят» к своей гибели. В отличие от предыдущих водоотталкивающих материалов, SLIPS отталкивает масло и липкие жидкости, такие как мед, а также предотвращает образование льда и бактериальных биопленок. Единственным недостатком этого покрытия является, пожалуй, его непрозрачность.

Для того, чтобы создать похожее на SLIPS покрытие, но обладающее необходимой прозрачностью и прочностью, исследователи использовали следующие прием – они залили жидким стеклом слой крошечных сферических частиц полистирола. После затвердевания стекла, ученые сожгли шарики полистирола, и на их месте в стекле образовалась сотовидная сетка из крошечных кратеров, которая была заполнена покрытием SLIPS. По мнению ученых, именно сотовидная структура поверхности придает стекло непревзойденную механическую устойчивость. Ну а сделав диаметр кратеров меньше, чем длина волн видимого света, исследователям удалось добиться прозрачности покрытия.

Стекла с новым покрытием могут отталкивать различные жидкости, в том числе воду, октан, вино, оливковое масло и кетчуп. Кроме того, покрытие уменьшило степень адгезии льда к стеклу на 99 процентов. Эффективная защита материалов от обледенения очень важна, например, в сохранении энергетической эффективности систем охлаждения, предотвращения зданий от разрушения, а линий электропередач – от разрыва.

В настоящее время ученые работают над созданием подобного покрытия для изогнутых стекол и прозрачных полимеров, таких как оргстекло.