Группа исследователей из Австралии разработала инновационную технологию, позволяющую изменить структуру стекла с использованием ультразвуковых волн и солевого раствора. Этот метод открывает новые горизонты в создании экологически чистого стекла, которое можно использовать для самоочистки и борьбы с микроорганизмами. Результаты этой работы опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
читать дальше
Традиционно инженеры используют два основных подхода для придания стеклу специализированных свойств, таких как водостойкость (гидрофобность). Один из методов включает химические реакции силинизации, которые связывают молекулы с поверхностью стекла. Другой подход заключается в нанесении полимерных покрытий. Оба этих способа требуют использования токсичных химикатов, а покрытия со временем теряют свои уникальные свойства.
Новая технология предлагает принципиально иной подход. Исследователи из Университета Кертина (CU) погружают обычное стекло в раствор органических соединений (диазониевые соли) и подвергают его воздействию ультразвуковых волн с частотой 24 кГц. Этот процесс создает микроскопические пузырьки, которые схлопываются, генерируя локальные всплески тепла и давления. В результате на поверхности стекла формируется устойчивый органический слой, придающий ему водоотталкивающие или положительные электрические свойства в зависимости от типа использованной соли.
Ведущий исследователь проекта Надим Дарвиш из Школы молекулярных наук и наук о жизни Калифорнийского университета, объясняет:
«Ультразвуковое воздействие вызывает химическую реакцию, которая формирует прочную молекулярную связь с поверхностью стекла. В отличие от традиционных покрытий, этот метод обеспечивает долговечность и устойчивость свойств материала».
Стекло, обработанное таким способом, может использоваться в различных областях. Водоотталкивающий эффект может найти применение в самоочищающихся фасадах небоскребов и автомобильных лобовых стеклах. Более того, такие поверхности способны бороться с определенными видами бактерий и грибков, привлекаемых гидрофобными материалами. Например, стекло успешно показало свою эффективность против кишечной палочки, что открывает новые возможности для использования в системах очистки воды.
Еще одно интересное свойство — способность удерживать дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae, широко используемые в процессе пивоварения. Это может улучшить контроль над процессом брожения и повысить качество конечного продукта. Кроме того, положительно заряженное стекло способно накапливать микроводоросли Chlorella vulgaris, что важно для производства биотоплива.
Исследование демонстрирует универсальность предложенного метода, который подходит для любого типа стекла и может быть реализован в условиях обычной лаборатории с минимальным оборудованием.
nashaplaneta.su/blog/uchenye_izmenili_svojstva_...