Neuartige Plattform für effiziente Wassergewinnung
In einer neuen Studie werden neue strukturierte Oberflächen vorgestellt, die von natürlichen Organismen wie Käfern und Kaktusdornen inspiriert sind und eine effiziente Wassersammlung ermöglichen.
Die strukturierte Oberfläche kombiniert einen superamphiphobischen Bereich und einen dreieckigen, mit einem Fluortensid (Capstone FS50) modifizierten hydrophilen Bereich, der für eine effiziente und schnelle Wassersammlung und -kondensation entwickelt wurde. Einerseits sammelt der FS50-modifizierte Teil aufgrund seiner guten hydrophilen Eigenschaft effizient Nebeltröpfchen, die dann zu viel größeren Wassertröpfchen kondensieren. Andererseits rollen viele große Wassertropfen, die auf dem superamphiphobischen Bereich kondensiert sind, leicht auf die hydrophile, FS50-modifizierte Oberfläche und bilden zusammen mit den ursprünglichen Wassertropfen viel größere Tropfen.
Gute chemische Stabilität
Die gemusterte Oberfläche erreicht eine sehr hohe Wassersammelrate („Water Collection Rate“, WCR) von 20,6 mg min−1 cm−2, die viel höher ist als andere, die in früheren Arbeiten berichtet wurden, während sie 1,5 und 1,3 mal höher ist als die der einzelnen superamphiphobischen und FS50-modifizierten Oberflächen. Da beide Muster eine überragende ölabweisende Wirkung aufweisen, sind sie sehr widerstandsfähig gegen organische Verunreinigungen, was zu einer sehr guten chemischen Stabilität und Wiederverwertbarkeit führt. Selbst nach 60 Zyklen der Wasseraufnahme kann die gemusterte Oberfläche noch einen WCR-Wert von 18 mg min−1 cm−2 erreichen.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 20, Ausgabe 6, November 2023, veröffentlicht.