Dvostranski nanodelci za bolj oprijemljive in bolj vodoodbojne barve

31 06 02

logo

Raziskovalci v ZDA in Veliki Britaniji so našli nov način za izboljšanje barv in premazov tako, da so jim dodali dvostranske nanodelce. Ti na eni strani privlačijo vodo, na drugi pa jo odbijajo. Delci so se na pobarvani površini razporedili v ravno plast in s tem ustvarili barvo z nenavadnimi lastnostmi.

Janus je bil v rimski mitologiji bog časa, začetkov in koncev, zato je imel dva obraza - enega, ki je gledal v preteklost, in drugega, ki je gledal v prihodnost. Zato tudi ni presenetljivo, da so znanstveniki te dvolične nanodelce poimenovali po njem.

Janusovi delci so kroglice, pri katerih vsako polovico pokrivajo različni materiali in se uporabljajo v različne namene. V eni izmed študij so jih pretvorili v mikro-robote, kjer so kemične reakcije poganjale le eno polovico, druge pa ne. V drugi so to prilagodil tako, da so sprednjo stran naredil antibakterijsko, kar naj bi jim pomagalo pri dekontaminaciji vode.

V novi študiji so raziskovalci z univerze Binghamton v Veliki Britaniji in državne univerze Iowa v ZDA uporabili drugo vrsto Janusovih delcev. Ena polovica je bila narejena iz materiala, ki je hidrofoben (odbija vodo), druga polovica pa je bila hidrofilna (privlači vodo). Da bi začeli raziskovati, v kakšnih komercialnih aplikacijah bi se lahko ti nanodelci uporabili, jih je ekipa najprej dodala barvam.

"Prejšnje študije so bile močno osredotočene na strukture, ki jih tvorijo ti delci v zelo majhnem obsegu, ker imajo edinstvene površinske lastnosti," pravi Xin Yong, soavtor študije. "V tej študiji poskušamo te delce uporabiti za izboljšanje učinkovitosti barv in premazov, o čemer še ni nihče razmišljal."

Ekipa je te nanodelce vmešala v barve in nato z njimi prebarvala površine. Na veliko presenečenje so ugotovili, da so Janusovi delci tvorili celovit sloj, pri čemer so bile njihove hidrofilne stranice pritrjene na površino, hidrofobne strani pa navzven, proti zraku.

To je pripomoglo, da so se barvne prevleke bolje sprijele s površino, trdno so se držale celo takrat, ko so nanje nanesli topilo. Skupina je tudi ugotovila, da je plast delcev svoje hidrofobne lastnosti prenesla na samo barvo, čeprav je bila ta barva temeljni premaz. Po definiciji velja, da so temeljni premazi hidrofilni in pomagajo, da se naslednji sloj bolje oprime površine.

Ekipa pravi, da še niso povsem prepričani, zakaj naj bi se Janus delci razporedili v takšno strukturo, vendar nameravajo to raziskati v upanju, da bodo zanje našli nove aplikacije.

»Trenutno z nobeno znano teorijo ni mogoče razložiti vedenja samorazporejanja Janusovih delcev," pravi Shan Jiang, soavtor študije. »Vendar pa bo potrebnih še mnogo več študij, da bomo podrobno raziskali mehanizem njihovega delovanja. Upam, da bomo s popolnim razumevanjem načel samostratifikacije Janus delcev lahko oblikovali "pametne" premazne materiale naslednje generacije, ki bodo okolju prijaznejši in bodo imeli boljše lastnosti.«

Raziskava je bila objavljena v reviji Materials Horizons.

Vir: https://newatlas.com/materials/two-faced-nanoparticles-water-repellent-paint/

Foto: JanPietruszka / Depositphotos

Celotna PDF revija brezplačno!