Mindennél vízhatlanabb és mindennél csúszósabb anyagot fejlesztettek

A Zürich Egyetem kutatócsoportja létrehozta a ruházati célra is alkalmas, leginkább víztaszító anyagot. A Stefan Seeger vezette kutatócsoport a poliészter szálakból előállított anyagba milliónyi szilíciumrostot illesztett. A vízcseppek a képen látható módon gömbként fennakadnak az anyag felületén, és ha csupán két fokos szögben megdől az anyag lapja, akkor a cseppgolyók legördülnek róla. A vízsugár úgy csorog le az anyagról, hogy nyomot sem hagy rajta, írja a New Scientist.

Nem engedi át a vizet

A minden eddiginél hatékonyabb víztaszítás titka a szilícium nanorostréteg, amelyet kémiai úton vízállóvá tesznek. A negyven nanométer széles rostok olyan burkolatot hoznak létre, amely nem ereszti át a vízcseppeket az alatta lévő poliészter szálakig.

"A kémiailag létrehozott víztaszító felület és a bevonat nanoszerkezetének kettőse eredményezi a szupervízálló hatást. A víz úgy ül meg a nanorostok tetején, ahogy a fakír üldögél a szöges ágyon" - mondta Seeger, majd hozzátette, hasonló rendszerű víztaszító felületek a természetben is előfordulnak, ilyen például a lótusz levele.

A szilícium nanorostok megtartják a levegőt és ezzel állandó levegőréteget alkotnak, hasonlót, mint amilyeneket a vízipókok és rovarok használnak a víz alatti úszáskor. Ez a finom levegőréteg is biztosítja, hogy a belső, poliészter anyag soha ne találkozzon a vízzel. A kutatók szerint ennek köszönhetően akár két hónapra is víz alá lehet meríteni az anyagot, akkor is száraz marad.

Seeger azt is elmondta, hogy az előzetes tesztek szerint az anyag húsz százalékkal csökkenti a légellenállást, ami például úszódresszek esetében nagyon hasznos tulajdonság lehet. A burkolatot gyapjú, viszkóz, pamut anyagokhoz is lehet társítani, de a fejlesztés mostani szintjén a poliészter anyagokkal a leghatékonyabb. Már víztaszító burkolatokkal ellentétben tartós, és a mindennapi használatot, és mosást is jól viseli.

Belülről csúszós, szuperkemény kenőanyag

A BAM nevű szupererős anyag a titánboridból (TiB2) és a bór-alumínium-magnézium-ötvözetből (AlMgB14) áll össze. Ez a legkeményebb anyag a gyémánt után, és 1999-ben fedezték fel, amikor olyan anyagot próbáltak fejleszteni, amely elektromosságot generál, ha melegítik, írja a New Scientist. A BAM nem produkálta a várt eredményt, azonban más, izgalmas jellemzők derültek ki róla. "Keménységét véletlenül fedeztük fel, amikor vagdosni, őrölni, polírozni próbáltuk" - mondta Alan Russell, az iowai állami egyetem kutatója.

A közel tízéves kutatási eredményeket fejlesztették most tovább egy hárommillió dolláros projekt keretei között. A BAM csúszósabb, mint a Teflon. Előbbinek 0.02, utóbbinak 0.05 a súrlódási együtthatója, így azt most egyfajta kenőanyaggá alakították. A kutatók szerint ezt a szélsőséges csúszósságot arra lehetne használni, hogy szivattyúkat kenjenek vele. A BAM-ból elég kétmikronnyi réteg ahhoz, hogy a súrlódást megakadályozza, így kevesebb energia szükséges ugyanahhoz a szivattyúteljesítményhez, mint BAM nélkül. Az iowai labor becslése szerint ez az anyag az amerikai iparnak évente 9 milliárd kilowattot spórolhat óránként, ami 179 millió dollárt jelent egy évben.

A BAM-ot gyémánt helyett fúrófejek és vágó eszközök bevonataként is használhatnák, állítják a kutatók. A BAM ugyanis sokkal olcsóbb, és a gyémánttal ellentétben nem lép kémiai reakcióba az acéllal, így nem romlik gyorsan a minősége.

A BAM mindezek mellett rejtélyes anyag. Struktúrája ugyanis nem kristályos, mint a többi szuperkemény anyagé, hanem aszimmetrikus, és rácsos szerkezetében rések vannak. Ráadásul a csúszósságát sem igazán értik a tudósok. "A legközelebbi elmélet az, hogy a bór reakcióba lép az oxigénnel és bóroxidot képez a BAM felületén, ami megköti a levegő vízmolekuláit, és így csúszós réteget hoz létre. Majdnem olyan, mintha önsíkosító lenne. Nincs szükség olajra, vagy más síkosítóra, mert önmagában csúszós"