Ученые разработали водоотталкивающий гель из наноматериалов

Водоотталкивающие пленки на основе наноматериалов разработали исследователи из университета Центральной Флориды, 17 июня сообщает журнал Advanced Materials.

«Водоотталкивающая или гидрофобная способность — это природный инструмент для защиты и самоочищения растений и животных от патогенов, таких как грибы, водоросли и накопления грязи. Опираясь на знания о структуре листа лотоса, мы синтезировали наноструктурированные материалы на основе молекулярных кристаллов фуллеренов», — говорит Дебашис Чанда, профессор Центра нанонаучных технологий Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Фуллерены (C60 и C70) образуются путем связывания молекул углерода — основного строительного блока Вселенной. Углерод бывает в различных формах. В особых случаях образуются кластеры с количеством атомов 60 или 70, похожие на клетку, называемую фуллеренами. Эти клетки могут объединяться, образуя кристаллы, называемые фуллеритами.

Помещая каплю геля, созданного из фуллеритов, на любую поверхность, формируется суперводоотталкивающее состояние. Уникальная клеточная структура геля не мешает обработке исходного материала, что означает, что они сохраняют свои уникальные функциональные свойства. Это означает, что новая суперповерхность потенциально может быть использована для разделения воды, бактериальной дезинфекции, получения водорода или электрокатализа — все это может быть произведено в жидких средах.

«Например, новый гель облегчает электрокатализ расщепления, что может привести к созданию более эффективных топливных элементов. Тот же гель может привести к созданию лучших акцепторов электронов, которые играют ключевую роль в разработке высокочувствительных детекторов и датчиков токсичных газов. Здесь есть большой потенциал», — говорит Чанда.

Ученые обнаружили, что фуллеритовые пленки обладают исключительной водоотталкивающей способностью независимо от направления потока воды и даже в условиях непрерывного потока воды над ними. Даже при погружении пленок на полметра под воду в течение нескольких часов, они остаются сухими. Было обнаружено также, что они могут улавливать и хранить газы под водой в виде пластронов.

Большинство ранее описанных гидрофобных поверхностей были получены путем создания микроскопических рисунков, которые включают сложные процессы литографии или травления. И не они остаются сухими при погружении под воду более чем на несколько минут на определенной глубине.