Superhydrophobe Oberfläche mit erhöhter Witterungsbeständigkeit
Forscher haben eine superhydrophobe Oberfläche auf der Basis von Cerdioxid mit verbesserter Witterungsbeständigkeit und Selbstregeneration vorgeschlagen.
Die begrenzte Haltbarkeit von superhydrophoben Beschichtungen ist ein ständiges Problem, das häufig deren weit verbreiteten Einsatz in Außenanwendungen verhindert. Wissenschaftler haben nun eine skalierbare, selbstregenerierende CeO2/PDMS-Hybridbeschichtung vorgeschlagen, die die synergetischen Vorteile der Kohlenwasserstoffadsorption von Seltenerdoxiden und der Kohlenwasserstoffversorgung durch ein Polymer auf Kohlenwasserstoffbasis nutzt. Es konnte gezeigt werden, dass diese Hybridbeschichtung andere superhydrophobe Oberflächen in Bezug auf die Selbstwiederherstellung der Superhydrophobie und die Wetterbeständigkeit deutlich übertrifft.
Breites Spektrum an Energie- und Umweltanwendungen
Der Synergieeffekt beschleunigt die Wiederherstellung der Superhydrophobie durch eine erleichterte Kohlenwasserstoffadsorption: So war die Selbsterholungszeit der Beschichtung nach der Plasmabehandlung mehr als 30 Mal kürzer als bei einer Beschichtung auf Basis von CeO2-Nanopartikeln. Darüber hinaus zeigte die Beschichtung eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit, indem sie (1) die Superhydrophobie über ein Jahr lang ohne jegliche Verschlechterung in der Außenumgebung beibehielt und (2) beschleunigte Bewitterungstests überstand.
Schließlich wurde die Beschichtung erfolgreich auf elektrische Isolatoren im Außenbereich aufgebracht, wobei sie selbst nach einer elektrischen Belastung von 600 V in Gegenwart von leitfähigen Wassertröpfchen eine ausgezeichnete Selbstregenerierung der Superhydrophobie zeigte. Die Forscher sind der Ansicht, dass die Beschichtung eine robuste Superhydrophobie durch ein schnelles Selbsterholungsvermögen bietet und durch ein einstufiges Sprühverfahren auf jede Art von Substraten mit komplexer Geometrie aufgebracht werden kann, was beides für die Anwendung der superhydrophoben Beschichtung in einem breiten Spektrum von Energie- und Umweltanwendungen entscheidend wäre.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 170, September 2022, veröffentlicht.