Tauchkäfer-inspirierte Gleitbeschichtungen
Forscher haben eine dauerhafte, omniphobe, gleitfähige Beschichtung mit grubenartiger, nicht glatter Topografie vorgestellt.
Die Entwicklung von biologisch inspirierten Anti-Nässe-Oberflächen durch Nachahmung der Oberflächenmorphologie und -chemie natürlich vorkommender Arten hat bei Forschern große Aufmerksamkeit erregt. Die instabile Topographie und Chemie dieser Oberflächen beeinträchtigen jedoch ihre Haltbarkeit erheblich. Nun wurde eine vom Tauchkäfer inspirierte, omniphobe, rutschige Beschichtung mit einer Chemie mit niedriger Oberflächenenergie und einer grubenartigen, nicht glatten Topografie durch ein einfaches Sprühverfahren hergestellt. Als zentrale Bausteine wurden umweltfreundliche Polydimethylsiloxane mit Monoglycidylether-Endgruppen ausgewählt, die auf ein vernetztes Netzwerk aufgepfropft wurden und durch Selbstschichtung bzw. Phasentrennung eine dichte Bürstenschicht und mikrometergroße Vertiefungen mit einem geringen Tiefe-Durchmesser-Verhältnis ergeben.
Verringerung des Gleitwiderstands
Die grubenartige, nicht glatte Struktur der präparierten Beschichtungsoberfläche ermöglichte die Verringerung des Gleitwiderstands für Tröpfchen durch die Auslösung sekundärer Wirbel, was zu einem leichten Gleiten der Testflüssigkeiten einschließlich ultrakleiner Tröpfchen (1 μL) bei geringen Neigungswinkeln führte. Darüber hinaus wies die resultierende Beschichtung hervorragende Selbstreinigungs-, Antifouling- und Antimarkierungseigenschaften auf. Diese Eigenschaften blieben auch dann noch erhalten, wenn die Beschichtungen für längere Zeit in raue flüssige Umgebungen getaucht oder starkem Abrieb ausgesetzt wurden.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 185, Dezember 2023, veröffentlicht.
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