Искусственные гидрофобы

Искусственные гидрофобы

• Выполнил: Шаймухамбетов Абай, 9 класс
• Научный руководитель: Данько Валентина Владимировна, учитель физики

Актуальность

• В настоящее время все более актуальной является задача поиска интенсивных методов использования материалов с использованием их приобретённых физических свойств. Одной из причин ухудшения продуктивной характеристики некоторых материалов является повышенная их водонасыщённость. Поэтому поиск путей решения проблемы интенсификации использования некоторых материалов связан с удалением воды из данного материала.

Цель проекта

• Изучить теоретические основы создания гидрофобных материалов и покрытий и особенности супергидрофобного состояния поверхностей.

Введение

• Вода – это одна из основ нашей с вами жизни. Но порой людям необходимы материалы, которые в любой ситуации оставались бы сухими даже под проливным дождём.

Влага – основная причина,

приводящая

к нарушению структуры

строительных материалов,

возникновению трещин, грибка

и плесени,

а иногда влага приводит

к полному

разрушению

фундамента дома.

Лёд способен разрывать линии электропередач, разрушать трубопроводы, делать дороги непроходимыми, значительно уменьшать подъемную силу самолета и т. д.

• Предупреждать обледенение можно, если научиться создавать поверхности, которые не только не позволяли бы каплям замерзать, но и вообще отталкивали бы их от себя

Механизм отталкивания воды

Лотос издревле почитается на Востоке как символ чистоты — его лепестки всегда остаются сухими и белоснежными.

Изображение участка

сверхгидрофобного листа растения

таро (Colocasia esculenta)

Гипотеза

• Геометрия поверхности или, другими словами, «правильно» сконструированные наноструктуры на поверхности сверхгидрофобного вещества способны отталкивать воду.

Гидрофильность, гидрофобность и сверхгидрофобность

Краевой угол от 0° до 90°, поверхность гидрофильная

от 90° до 150° поверхность гидрофобная

угол смачивания превышает 150° (и, естественно, не превосходит 180°), поверхность сверхгидрофобная

Гидрофобные металлы

С помощью тончайшей лазерной гравировки создаётся такая металлическая поверхность, которая в буквальном смысле отталкивает капли воды, словно резиновые мячики.

• Существует множество различных гидрофобных материалов, но ни один из них не может сравниться по прочности с металлом. А это делает данное изобретение пригодным для использования, например, при изготовлении крыльев самолёта, которые не будут покрываться льдом во время полёта. Варианты применения материала очень широки.

• Преимущество - лазерная гравировка является непосредственной частью металла, не будет сходить с него со временем.

Гидрофобные покрытия используются

в быту в качестве защитного покрытия посуды (гидрофобные сковороды).

Всё это нацелено на то, чтобы поверхность оставалась

сухой и чистой от всевозможных бактерий.

Создание недорогого материала, обладающего прекрасными водоотталкивающими свойствами из которого можно будет изготавливать множество повседневных предметов быта -важнейшая задача учёных.

Опыт: гидрофобизация песка

гидрофобный песок можно получить, опрыскивая или смазывая обычный песок специальной добавкой

Вывод:

• Существуют различные методы для создания материалов и покрытий с заданной структурой и варьируемой гидрофобностью.
• Проблема супер­гидрофобных покрытий это старение и деградация.
• В различных областях промышленности имеется немало примеров успешного использования супергидрофобных материалов.
•