Ни капель, ни царапин: Гидрофобная керамика
Гидрофобные покрытия используются не только для того, чтобы сохранить стекла автомобиля чистыми в любой ливень, но и в более жестких условиях: например, в турбинах электростанций, где возрастание смачиваемости поверхностей снижает эффективность работы. Поэтому разработчики ищут покрытия не только с гидрофобными свойствами, но и обладающие высокой прочностью и износостойкостью.
Новая работа показала, что широко известное своей прочностью семейство керамических материалов на основе оксидов лантаноидов проявляет водоотталкивающие свойства. Гидрофобность такой поверхности настолько велика, что капля жидкости отскакивает от неё, как мячик:
Это довольно необычный эффект, поскольку большинство керамических материалов гидрофильны. Например, при контакте воды с оксидом алюминия входящий в состав воды кислород охотно делится своими электронами с алюминием, имеющим свободные орбитали, а кислород, являющийся частью оксида, подобным же образом связывается с водородом.
Крипа Варанаси (Kripa Varanasi), материаловед из MIT, обратил внимание на оксиды лантаноидов, свободные орбитали которых «запрятаны» под несколькими занятыми электронными оболочками и не столь легко доступны для кислорода воды. Изготовив керамические пластинки на основе оксидов всех лантаноидов, за исключением радиоактивного прометия, исследователи под руководством Варанаси отметили, что все образцы обладают высокой гидрофобностью. Самый доступный из этой группы материалов — оксид церия — сохранил свои водоотталкивающие свойства и после двухчасового прогревания при 1000 °C, и после воздействия абразивного карбида кремния.
По сообщению Nature News