Пятнадцать лет назад группа учёных из Гарвардского университета под руководством Джоанны Айзенберг разработала технологию получения одних из самых скользких поверхностей в мире. Метод назвали SLIPS (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces) и начали использовать для нужд человека. Об истории создания технологии, её развитии и традиционном применении в новом выпуске рубрики #химпродукт.
▪️Подход, вдохновлённый природой.
Прототипом для создания SLIPS стало хищное растение непентес. Оно имеет кувшинообразные ловушки, внутренняя поверхность которых покрыта микроскопическими порами, способными удерживать тончайший слой воды. Когда насекомое садится на растение, оно тут же соскальзывает внутрь кувшина без возможности выбраться обратно. Это свойство и было использовано учёными.
▪️Принцип работы SLIPS-покрытий.
За основу берут материал с порами размером в микроны или нанометры. Чаще всего для этих целей используют обработанный особым способом полимер или керамику. Имеющиеся поры заполняют специальной смазкой или маслами (чаще всего перфторированными), которые прочно удерживаются за счёт капиллярных сил. На выходе получается некий сэндвич — твёрдая подложка и ровный устойчивый слой жидкости, который и обеспечивает скольжение.
Покрытия, созданные по такой технологии, обладают коэффициентом трения в десятки раз меньшим, чем у того же тефлона. К тому же твёрдую поверхность последнего можно легко повредить, что приведёт к созданию дополнительной точки сцепления для бактерий, жидкостей и прочих веществ. В случае SLIPS-покрытий даже если повредить подложку, масла сразу заполнят образующийся дефект.
▪️Области применения.
Несмотря на то, что SLIPS-покрытия имеют ряд минусов (постепенное испарение смазочной жидкости, ограничение использования из-за состава смазки, стоимость масштабирования), они уже применяются для:
▫️защиты трубопроводов и ёмкостей от налипания нефти, парафинов и других вязких субстанций;
▫️борьбы с обледенением;
▫️антикоррозионной защиты — слой смазки физически изолирует металл от воды и агрессивных сред;
▫️создания самоочищающихся поверхностей;
▫️медицинских целей — из них можно изготавливать покрытия для катетеров, имплантов и хирургических инструментов, поверхности для больничного оборудования, а также контейнеры для хранения и перевозки крови, биоматериалов.
▪️Отметим, что пока SLIPS-материалы не получили широкого применения, но уже точно вышли из стадии чисто научной разработки. Так, например, на рынке уже есть первые коммерческие продукты в виде различных покрытий американской компании Adaptive Surface Technologies, Inc. (AST), российского производителя автохимии Space Cosmetics и других.
Подписывайтесь на ХимпромЕсли у вас установлено приложение,
вы можете сразу перейти в канал