Bio-inspirierte Beschichtung für Anti-Eis-Anwendungen
Forscher haben eine Oberfläche mit einer reversiblen superhydrophoben und gleitfähigen Eigenschaft beschrieben, die Lotusblättern und Fischhäuten ähnelt und die Vereisungsschutz- und Enteisungsleistung erheblich verbessern kann.
Anlagen für den Außenbereich können im Winter aufgrund von Eisansammlungen ausfallen. Obwohl funktionelle Materialien weithin als vielversprechende Kandidaten für Vereisungsschutz- und Enteisungsanwendungen anerkannt sind, sammelt sich bei extrem niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit unweigerlich Eis auf Oberflächen an. Wenn Oberflächen eine reversible superhydrophobe und gleitfähige Eigenschaft aufweisen, ähnlich wie Lotusblätter und Fischhaut, wird dies die Anti-Icing- und De-Icing-Leistung erheblich verbessern. In der neuen Studie wird eine neuartige multifunktionale Beschichtung vorgeschlagen, die auf intelligente Weise bei Bedarf zwischen superhydrophoben und rutschigen Eigenschaften umschalten kann.
Verschiedene Betriebsumgebungen
Die superhydrophoben Beschichtungen mit verschiedenen Morphologien wurden durch den Einsatz von Nanopartikeln unterschiedlicher Größe und Form erzielt. Aufgrund der geringen Adhäsion und der photothermischen Eigenschaften zeigten die superhydrophoben Proben in Wintertests im Freien gute Leistungen bei der Verhinderung von gefrierendem Regen und beim Schneeschmelzen. Die Proben mit gleitfähiger Oberfläche wurden durch Aufgießen von Dodecan auf die vorbereitete superhydrophobe Oberfläche hergestellt. Sowohl die superhydrophoben als auch die gleitfähigen Oberflächen können die Wassertröpfchen effektiv ableiten, die Gefrierzeit verlängern und die Eisentfernungsleistung in einer extrem kalten Umgebung verbessern. Daher wurden die beschichteten Proben mit bi-stabilen Zuständen (d.h. superhydrophob und gleitfähig) erfolgreich hergestellt und haben das Potenzial, in verschiedenen Betriebsumgebungen eingesetzt zu werden.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 183, Oktober 2023, veröffentlicht.