La combinación de la jarra y la planta de loto: películas de silicona supericefóbicas y superhidrófobas

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• La acumulación de hielo en la infraestructura y los dispositivos causa daños y interrupciones significativos.
• Los materiales icófobos existentes a menudo carecen de durabilidad debido a la intemperie y la contaminación.
• Las superficies superhidrófobas, aunque repelentes al agua, no siempre son efectivas para derramar hielo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un material duradero que sea a la vez superhidrofóbico y supericefóbico.
• Para combinar las propiedades de la planta de loto (superhidrofobidad) y la planta de la jarra (desprendimiento de hielo).
• Explorar la relación entre la morfología de la superficie, el contenido de lubricante y las capacidades de derramamiento de hielo.

Principales métodos:

• Nanomoldeo de polidimetilsiloxano (PDMS) en el banco utilizando una plantilla de policarbonato (PC).
• Optimización del contenido de aceite de silicona dentro de las películas de silicona estructuradas jerárquicamente.
• Caracterización de la morfología de la superficie, el ángulo de contacto con el agua y la fuerza de adhesión del hielo.

Principales resultados:

• Desarrolló películas de silicona estructuradas jerárquicamente, una nueva clase de superficies porosas infundidas con lubricante resbaladizo (SLIPS).
• Se logra una superhidrofobidad simultánea (ángulo de contacto con el agua de hasta 171,2 ± 1,5°) y una supericefobia (fuerza de adhesión al hielo tan baja como 11,5 ± 2,3 kPa).
• Se demostró que la sintonización de la morfología a escala nano / micrómetro y el contenido de aceite de silicona equilibra la humedabilidad y el derramamiento de hielo.

Conclusiones:

• El material SLIPS desarrollado combina efectivamente la superhidrofobicidad y la supericefobicidad.
• Este enfoque de fabricación ofrece una solución prometedora para prevenir daños relacionados con el hielo.
• El material tiene un enorme potencial para aplicaciones en líneas eléctricas, alas de aviones y turbinas eólicas.