In den jüngsten Umweltschutzgesetzen wurden viele Chemikalien, die zur Herstellung von wasserdichtem Material verwendet werden, schrittweise aus dem Verkehr gezogen. Nun a Studie veröffentlicht im Tagebuch Erweiterte Funktionsmaterialien von Ein Team von MIT-Forschern hat die Einführung einer neuen sichereren ungiftigen Beschichtung bekannt gegeben, die noch wirksamer ist als die verbotenen konventionellen Wettbewerber.
"Die meisten Stoffe, die" wasserabweisend "sagen, sind tatsächlich wasserbeständig", sagte MIT-Professor für Maschinenbau und Studienmitautor Kripa Varanasi in a Aussage . "Wenn Sie im Regen stehen, wird irgendwann Wasser durchkommen." Letztendlich "ist das Ziel, abstoßend zu sein - damit die Tropfen einfach zurückprallen."
Gefährliche Beschichtungen
Traditionell wurde die Wasserabweisung durch Beschichten erreicht. Oberflächentexturen mit Substanzen, die aus perfluorierten Seitenkettenpolymeren bestehen. Diese langen Polymere wurden von der EPA als gesundheits- und umweltgefährdend eingestuft und reichern sich sowohl auf dem Planeten als auch im menschlichen Körpergewebe an.
"Sie sind überall und sie bauen sich nicht leicht ab", erklärte Varanasi.
In vielen Studien wurde festgestellt, dass kurzkettige Polymere sicherere Alternativen sind, aber bisher nie so effektiv wie ihre größeren gefährlichen Gegenstücke sein konnten. Um dieses Problem zu lösen, hat das Team von Varanasi die hydrophobe Kapazität von kurzkettigen Polymeren geschickt verbessertdurch zusätzliche chemische Verarbeitung und kombinierte dann die verbesserten Verbindungen mit einem neuen Beschichtungsverfahren, das entwickelt wurde, um herkömmliche Verstopfungsprobleme zu vermeiden.
Der Prozess, der als initiierte chemische Gasphasenabscheidung iCVD bezeichnet wird, wurde von Karen Gleason, der Co-Autorin der Studie, Alexander und I. Michael Kasser, Professor für Chemieingenieurwesen und Associate Provost am MIT, entwickeltdauerhafte, wasserabweisende Beschichtung, deren Implementierung weniger Schritte erfordert als bei herkömmlichen Techniken.
Test beginnt
„Die größte Herausforderung bestand darin, den Sweet Spot zu finden, an dem Leistung, Haltbarkeit und iCVD-Kompatibilität zusammenarbeiten und die beste Leistung erzielen können“, sagte ehemaliger MIT-Postdoc und Studienkoautor Dan Soto. Das Team unterzog die mit dieser neuen Beschichtung behandelten Stoffe anschließend einer Flut von Labortests.
Abgesehen von Regentests nach Industriestandard waren die beschichteten Stoffe Flüssigkeiten wie Kaffee, Ketchup, Natriumhydroxid und verschiedenen schädlichen Säuren und Basen ausgesetzt. Beeindruckend war, dass die geschützten Materialien sie alle erfolgreich abwehrten.
Darüber hinaus ergab die Studie, dass die Wasserabweisung der behandelten Textilien auch nach zermürbenden 10.000 Wiederholungen nicht durch wiederholtes Waschen oder starke Abriebtests verringert wurde. Nur extremer Abrieb konnte die Textilien beschädigen, überraschenderweise jedoch nicht die Beschichtungen.
Das Verfahren ist mit einer Vielzahl von Stoffen wie Baumwolle, Nylon und Leinen kompatibel. Darüber hinaus erwies sich iCDV auch bei Nicht-Stoffmaterialien wie Papier als wirksam und öffnete die Tür für eine neue Reihe von Anwendungen.
„Viele Stoffe können von dieser Technologie profitieren. Hier gibt es viel Potenzial“, schloss Varanasi.
Die Technologie ist jetzt zum Patent angemeldet und das Team hofft, sie eines Tages an private Unternehmen lizenzieren zu können. Das Deshpande Center for Technological Innovation des MIT unterstützte die Forschung.
Via : MIT