Эффект лотоса для авто

Отечественный антидождь для стекла автомобиля (комплект салфеток nanoprotech)

Доставка с оплатой при получении:

Остальные страны только по предоплате, 2-4 недели

Приставку «нано» в России довели уже до такого злоупотребления, что нередко она вызывает не очень весёлую иронию, но средство антидождь для стекла автомобиля, разработанное российской компанией Nanoprotech специально для очистки стёкол транспортных средств, в том числе плавающих и летающих, вызывает у пользователей лишь добродушную иронию, вслед за которой неизменно следует искреннее удовлетворение и признание эффективности средства.

О компании

Если кто не знает, то компания NANOPROTECH, специализирующаяся на разработке антикоррозийной и влагозащитной продукции промышленного и бытового использования, уже десять лет радует своими товарами не только отечественного потребителя, включая таких «монстров», как Газпром СПб Метрополитен, Концерн Калашникова, и другие, но и зарубежных клиентов, представляя бренд в 45 странах мира.

Популярность, авторитет и успех компании обусловлены кроме всего прочего наличием собственной базы научных исследований, позволяющей тестировать и сертифицировать новые, продвинутые составы влагозащитных и антикоррозийных средств.

«При создании каждого средства», утверждают разработчики, «мы используем новейшие достижения в области нанотехнологий», и это не просто слова, чему пример и подтверждение средство антидождь, о котором пойдёт речь, и которое обладает явным преимуществом перед аналогичными средствами, оказывающими лишь кратковременный эффект.

Антидождь для стекла автомобиля купить, или автомойки кормить?

Это средство, разработанное на основе гидрофобных веществ, которые боятся воды, «как чёрт ладана», и отталкивают её всеми правдами, и неправдами. Вода, попадая на стекло, обработанное таким средством, будет попросту стекать с него, не оставляя даже следов.

Такой эффект «несмачиваемости» поверхности называет «эффектом лотоса», потому что наряду с рядом других растений он наиболее выражен у листьев лотоса.

Почему вода задерживается на стекле, «сопротивляясь» дюже стеклоочистителям? Потому что стекло, несмотря на внешний «лоск», изобилует микронеровностями, а это средство, проникая в мельчайшие микротрещины и заполняя их «до отказа», создаёт тончайшее (нано), но прочное невидимое покрытие, которое и обуславливает «эффект лотоса», оправдывая своё название «антидождь для стекла автомобиля».

Капельки воды, стекая, конечно, будут «изо всех сил» цепляться и за обработанную поверхность, но встречный ветер не даст им ни малейшего шанса, поэтому при скорости выше 60 км/час уже можно обходиться без дворников.

Эта плёнка, обладая жиро и водоотталкивающими свойствами, чрезвычайно устойчива к механическому и химическому воздействию, и никакие обезжиривали стекла, или омывающие жидкости не могут повлиять на её эффективность.

Как наносится средство?

Идея реализована в виде 3-х салфеток размером 200х200 мм с гладкой фактурой поверхности, которыми последовательно обрабатывается поверхность (стекла или зеркала).

Обработку нужно обязательно проводить при плюсовой температуре.

«Проспиртованной насквозь» салфеткой (изопропанол) под номером 1 с названием «Очиститель», изготовленной из вискозы с примесью полиэфирного волокна, обезжиривают предварительно вымытую и высушенную поверхность, тщательно протерев её.

Если речь идёт о лобовом стекле, то необходимо протереть и резинки «дворников», чтобы избежать, риска повреждения защитного покрытия абразивными частицами, которые могут на резинках находиться. Через 5 минут можно переходить к нанесению средства.

Салфеткой «2» с надписью «Нанопокрытие супер антидождь», пропитанной «убойным» составом на основе формулы Nanoprotech, «разбавленной» изопропанолом, наномодификатором, дистиллированной водой и катализатором, равномерно, как при покраске кистью, покрытие наносят на лобовое стекло.

И поскольку в его составе есть спирт, наносить покрытие нужно быстро, но, не допуская при этом пропусков (пробелов). Через 5 (а лучше 15) минут можно переходить к завершающему этапу.

Салфетка под номером 3 называется «полировочным полотенцем», которым нанесённое покрытие растирают по стеклу, а точнее тщательно его располировывают круговыми движениями.

Эта салфетка сделана из микроспана (полиэстер 70% и полиамид 30%), который идеально справляется со своими полировочными задачами, потому что не оставляет на поверхности разводов, царапин и ворса, не пилингуется, прочно на разрыв во всех направлениях, быстро сохнет, и не изменяются под воздействием чистящих и моющих средств, а также различных растворителей.

Меры безопасности

Говоря простыми словами, антидождь для стекла автомобиля в использовании не опасней, чем носовой платок, с той лишь разницей, что салфетки не обязательно нюхать, брать в рот, вытирать ими лицо или глаза, а также поджигать. Руки после использования желательно вымыть.

Что касается необходимости в средствах индивидуальной защиты, то обычных условиях обращения защита органов дыхания, рук и глаз, а также спецодежды не требуется.

Главные достоинства и преимущества

Первое, и самое главное преимущество этого уникального средства заключается в его устойчивости, а соответственно долговременности защиты стекол и зеркал от дождя, снега и грязи, причем эта защита заключается не только в очищении, но и предотвращении механического износа.

Конечно, фактический срок службы средства зависит от конкретных условий, включая климатические, ландшафтные, дорожные и прочие, но даже при самом худшем, экстремальном раскладе это буде не менее 1.5 – 2 месяцев, а в обычных, «условно комфортных условиях» защитное покрытие продержится до 6 месяцев.

Очень важным качеством, обуславливающим явное преимущество перед многими другими жидкими «борцами с дождём», считается «оптическая чистота средства антидождь nanoprotech, которое не создаёт на стекле бликов, эффекта кривых зеркал, дисперсии, «красочных» преломлений света, и прочих помех, негативна отражающихся не только на видимости, но и на зрении в целом.

Однако все эти «материальные» преимущества ничто по сравнению с теми способностями средства, от которых зависит не только комфорт, но и безопасность движения, и соответственно здоровье и жизнь водителя.

Антидождь для стекла автомобиля обеспечивает видимость на дороге в любую погоду, в любых условиях, и в любое время года, ограждая стекло от дождя, снега, наледи, грязи, пыли, насекомых и прочей напасти.

А какое еще средство позволяет обходиться без «раздражающих мозг» дворников даже под проливным дождём (правда, при скорости за 60 км/час), или мгновенно восстановить обзор водителю, после промчавшегося по глубокой луже рядом «лихача»?

Безопасность и простота, применения, чем отличается это супер средство, сделали бы честь любому аналогичному средств, потому что единственное, что нужно, это уметь читать, чтобы, следуя инструкции, справится с задачей за 15 минут.

И последнее напутствие. Выше уже упоминалось, что средство нужно применять при плюсовой температуре, но его качества проявятся наиболее полно, если средство будет нанесено при температуре в диапазоне от +15 до + 25 градусов.

Срок годности средства антидождь nanoprotech 5 лет. ТУ 2384-003-53258431_2015.

Примечание:

Напоминаем, что оплата при получении на почте, или курьеру, и что товар можно вернуть по любой причине, и даже без неё, просто, если, купив, передумали, правда, не позднее 7 дней со дня получения.

Источник

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Уникальная гидрофобность и “эффект лотоса”: история открытия

Лотос является одним из важнейших символов Востока и не только. Например, во времена фараонов лотос был символом Нижнего Египта и царской власти: цветок лотоса носила Нефертити. Бог растительности, Нефертум, также олицетворял первозданный лотос и поэтому именовался „молодым солнцем, что возникает из раскрывающегося лотоса“. В индуизме и буддизме лотос фактически один из основных символов космогонии, он олицетворяет чистоту, мудрость, нирвану и многое другое. Кстати, главная буддистская словесная формула (ом-мане-падме-хум) означает просто восхваление сокровища в виде цветка лотоса. В Китае цветок лотоса обожествлялся ещё со времён даосизма, а затем его культ прочно вошёл в буддистскую религию и в национальную культуру.

История почитания лотоса очень интересна, но для современности важнее то, что он действительно обладает необычными физико-химическими свойствами. Благодаря особому строению и очень высокой гидрофобности его листьев и лепестков цветы лотоса остаются удивительно чистыми — именно это поражало наших далёких предков. Цветок, возникший в грязном болоте и оставшийся чистым, незапятнанным, просто не мог не стать символом.

Читайте также:  Старое авто 4 буквы

Стихотворение средневекового корейского поэта Сон Кана (Чон Чхоля), написанное в форме классического трёхстишия сичжо (в переводе А. Ахматовой), прямо описывает эффект сверхгидрофобности лотоса:

Чем дождь сильнее льёт,
Тем лотос всё свежее;
Но лепестки, заметь,
Совсем не увлажнились.
Хочу, чтобы душа
Была чиста, как лотос.

Вот почему многие химики и материаловеды называют технологии получения сверхгидрофобных покрытий «лотосовыми».

Но как ему удается добиться такой сверхгидрофобности. “Эффект Лотоса” был открыт в 1990-е гг. немецким ботаником, профессором Вильгельмом Бартлоттом. Он показал, что лепестки цветка покрыты крошечными шишечками или “наночастицами”. На рисунке мы видим поверхность лотоса под электронным микроскопом.

Но лист вдобавок как бы намазан воском. Он вырабатывается в железах растения, что делает его совершенно неуязвимым для воды.

Как же повторить уникальное свойство. Над этим работают ученые многих стран мира. Пока создано несколько покрытий, отвечающих подобными свойствами.

Первое из них создано в Японии – это тончайшая пленка с выступами и впадинами:

Секрет метода создания пленки в том, что в среду вводят микрочастицы органокремниевых соединений (полиорганосиланы), причём они могут содержать фтор (фторалкилсилан), а могут и не содержать.

Регулируя условия, в которых проходит процесс, авторы получили прочную, износостойкую и одновременно прозрачную гидрофобную плёнку для многих систем. Углы смачивания микрокапель воды на таких плёнках — от 150 до 160°. Такой подход позволяет покрыть сверхгидрофобной плёнкой многие поверхности: стекло, пластик, бумагу, словом, любое покрытие, способное выдержать условия осаждения.

Другой метод основан на использовании электрохимического способа. Используются при этом никель и тефлон. Процесс напоминает никелирование, но с электролитом, содержащим тефлон. Тефлон — электрически нейтральное соединение, поэтому, для того чтобы он участвовал в электролизе, его частицы перед добавлением в никельсодержащий электролит предварительно обрабатывают катионным поверхностно-активным веществом (ПАВ). Это помогает смешивать тефлон с электролитом. На втором этапе соосаждающиеся с ионами никеля частицы тефлона за счёт так называемого якорного эффекта закрепляются на поверхности. На покрытии возникают локальные очаги повышенной плотности и прочности, т.к. ток распределяется неравномерно.

С другой стороны, именно на таких участках выделяется больше атомов водорода, которые стабилизируют процесс, то есть создают дополнительное экранирование, снижающее скорость осаждения. Наконец, на последнем этапе окончательно формируется сетчатая структура из частиц тефлона, однородно распределённых в слое осаждённого никеля. Кроме того, на поверхности остаётся тонкая плёнка молекул ПАВ, а внутри формирующегося покрытия остаются многочисленные микропоры.

С помощью такого метода можно получать покрытия с очень маленькими частицами тефлона (в диапазоне 1–100 нм). Гидрофобность такой поверхности быстро увеличивается с ростом содержания тефлона — уже при 10–15 вес.% угол смачивания капли воды на таком покрытии достигает 160°. Этот метод был бы удобен для создания электрических батарей, т.к. такие покрытия не только сверхгидрофобны, но и способны катализировать некоторые реакции.

Сейчас продукция на основе нанотехнологий, использующая «эффект лотоса» уже поступила в продажу. Это, в первую очередь, очистительные и полировочные аэрозоли.

Зачем нужны лотосовые покрытия. Лотосовые покрытия были бы незаменимы во многих сферах жизни человека. Создание стекол, с которых бы стекали мельчайшие капельки воды с растворенными частичками грязи. Создание плащей и другой специальной одежды. Создание самоочищающихся фасадов зданий. Это только единичные примеры использования уникального свойства лотоса.

Эффект лотоса – уникальное природное свойство цветка. Оно может быть использовано и в быту, и в промышленности, и, возможно, в медицине. Ученые в который раз пытаются копировать природу и не безуспешно. Возможно, вскоре такие покрытия заменят множество известных и привычных, а, может быть, даже наши зонтики уйдут в прошлое.

Источник: http://www.nanometer.ru/
Автор: Гудилин Евгений Алексеевич

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Источник

Эффект лотоса: всегда чистые автомобили и непромокаемые спальники

В 90-х годах прошлого века немецкий ботаник Вильгельм Бартлотт изучал поверхность одного из красивейших растений мира — лотоса. Этот удивительный цветок давно привлекал ученых интересной способностью. Его поверхность, обладая уникальными физико-химическими свойствами, всегда остается сухой и чистой, даже после самого сильного тропического ливня. Вильгельму Бартлотту удалось разгадать секрет его гидрофобного покрытия, который послужил основой для создания многих интересных вещей, в том числе и в области туристического снаряжения.

Вода, попадающая на поверхность листьев и лепестков лотоса, сворачивается в шарообразные капли и стекает вниз. При этом она собирает с поверхности частички пыли, таким образом очищая ее и делая более продуктивным процесс фотосинтеза. Оказалось, что все дело в кутине — воскообразном веществе, состоящем из высших жирных кислот и эфиров. Это вещество располагается на поверхности листьев и цветков в виде своеобразных «шипов», которые и являют собой специфическую наноструктуру. Если говорить кратко, то гидрофобность — это способность материалов не смачиваться с водой.

Обнаруженный немецким ботаником эффект получил название «эффект лотоса», а гидрофобное покрытие, созданное на его основе быстро завоевало популярность. В первую очередь это, конечно же, очистительные и полировочные аэрозоли. Широкому кругу потребителей знакомы аэрозоли для обуви и защитные спреи для автомобилей. Обработанная ими поверхность становится неуязвимой для воды, грязи и жидкости.

Покрытия с эффектом лотоса постепенно проникают в сферу туристического снаряжения. Британская фирма, выпускающая различные товары для путешественников, недавно презентовала свой чудесный непромокаемый спальник. В нем можно спать прямо под открытым небом, любуясь звездами и не боясь покрыться утренней росой или промокнуть под внезапно хлынушим дождем. Он обладает таким гидрофобным покрытием, что в нем можно даже плавать в воде — спальник не намокает и не тонет. На очереди серийный выпуск палаток, тентов и плащей с эффектом лотоса.

Сверхгидрофобные покрытия нашли свое применение и в автомобильной среде. Одним из примеров применения «эффекта лотоса» стала автомобильная краска, способная к самоочищению под воздействием обычной воды, которую выпускает немецкая компания «Дуалес Систем Дойчланд». Для автомобилей также разработаны особые составы, которые распыляются на поверхность и растираются тканью. Они не только удаляют грязь, но и покрывают поверхность слоем самоочищающегося вещества, которое действует в течение многих месяцев.

Эффект лотоса — несомненно одно из самых полезных открытий в сфере нанотехнологий. На очереди создание уникальных грязеотталкивающих стекол для самоочищающихся фасадов зданий, плащи и спецодежда, непромокаемые зонтики и много других полезных вещей.

Источник

Новости: Общество

Автокосметика на основе “эффекта лотоса”

В июньском номере журнала “Популярная механика” опубликована рекламно-информационная статья “Эффект лотоса” об автокосметической продукции под маркой “NANOX ® “, обладающей гидрофобными и самочищающимися свойствами и предназначенной для обслуживания лакокрасочного покрытия, остекления, текстиля и других материалов автомобильной техники <например запчасти форд карго >.

В статье отмечается, что а мериканской компанией « DoctorWax » разработана и успешно продвигается на мировой рынок автохимии серия нанотехнологических препаратов марки « NANOX ® » для автомобильного транспорта: очистители, кондиционеры, шампуни и полироли, обладающие высокими гидрофобными и очищающими свойствами, в том числе реализующие “эффект лотоса”. В них, в том числе, применяются компоненты природного происхождения, такие как воск карнауба, растительные масла и др.

Поверхность после обработки нанопрепаратами « NANOX ® » модифицируется таким образом, что капля воды катится по ней, собирая грязь. При этом частицы загрязнений не проникают во внутреннюю часть капли, а равномерно распределяются по ее поверхности <Прим. ред. Это известный эффект, связанный с тем, что такое распределение "грязи" обеспечивает суммарное понижение энергии границы раздела. Эффект лотоса тут ни при чем совершенно, "химически" гидрофобная поверхность будет вызывать совершенно аналогичный эффект>. На необработанной поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет след грязи на всем пути.

В статье также отмечается, что все препараты обладают бактерицидными свойствами, экологичны, просты и безопасны в употреблении.

Редактор напрасно не спал три дня и три ночи, выискивая под АСМ возможные научные допущения в статье, которые, впрочем, не только свойственны рекламно-информационным материалам, но и специально в них применяются, т.к. не все читатели “Популярной механики” имеют научную степень по химии или физике.

Уважаемый редактор, не наносите на свой автомобиль, если он у Вас имеется, “. обычный парафин. “, а пользуйтесь специализированной автохимией (шампунями, полиролями, кондиционерами и т.д.), например, под маркой “Nanox”.

А редактор потратил время и сделал новость хоть как-то более научной и интересной!

Комментарии редактора банальны и общеизвестны. Оценка им дана ниже, и не мною.

Вы, конечно, можете их удалить, чего мелочиться и народ волновать.

Вы говорите неправду!
Дать цивилизованный ответ на безаргументативную демагогию в стиле “ты все равно дурак” практически невозможно!
Это все равно, что пытаться вежливо увещевать пьяных хулиганов.

Вы же никаких научных аргументов здесь не привели и пытаетесь демагогично перевести на личности.

Посторяю еще раз, я уважительно отношусь к мнению людей, в том числе к Вашему, поэтому часто использую Ваши (Ваши лично)обороты и определения.

Почитайте повнимательнее Ваши комментарии (не только на мои новости), может это Вас чему-нибудь научит. Никогда не поздно стать воспитанным человеком.

Вы сами (или другой редактор) сослались на мою статью двухлетней давности на Нанометре, где некоторые из Ваших вопросов раскрываются. На сайте есть еще около десятка статей и новостей по этой тематике, зачем же лить воду “из пустого в порожнее”.
Высокотиражные журналы (“Гео” или “Популярная механика”) публикуют то, что интересно читателем и, поверьте мне, “редактируют” покруче, чем Вы на данном сайте.

Меня, как инженера, в первую очередь интересует прикладной характер нанотехнологий, в том числе и эффекта лотоса, а про теорию пусть пишут химики (специалисты), вроде Вас (Вас всех), тем более, что судя по Вашей статье в “Nanoscale”, это у Вас получается лучше, чем некоторые комментарии здесь.

Я не редактировал данную статью.
И речь шла про аргументацию (и наглядную популяризацию) того, что эта автокосметика работает именно на эффекте лотоса и как (именно в прикладных аспектах), чего вежливо напомню так и нет.
Не внося свой вклад в редактирование научных материалов на Нанометре, соглашусь про ограниченный (добровольным вкладом времени) и представленными для редактирования материалами, уровень.

P.S. Если в “той статье” все описано, то какой смысл этого материала?

P.P.S. Спасибо за комплимент про “Nanoscale”, но этот обзор писался почти два года, более 50 черновиков и с талантливым соавтором, так что с написанием комментариев мной (лично) на Нанометре вряд ли много общего.

Источник

Эффект лотоса для авто

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭФФЕКТА ЛОТОСА В ТЕХНИКЕ

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Введение

1. Изучить историю и литературу, связанную с эффектом лотоса.

2. Изучить эффект лотоса опытным путем

3. Воспроизвести эффект лотоса для различных материалов

4. Экспериментально произвести гидрофобизацию различных материалов с целью придания им водоотталкивающих, противопожарных или антикоррозийных свойств.

История

В середине 70-х годов прошлого века немецкими учеными-ботаниками Боннского университета Вильгельмом Бартхлоттом и Кристофом Найнуйсом было открыто явление самоочистки листьев и цветков некоторых растений. Они объяснили этот факт особым наноструктурированным состоянием их поверхности. Впоследствии это явление ими было запатентовано и названо в честь наиболее яркого представителя таких растений –«эффект лотоса».

Цветок лотоса считается в буддизме символом незапятнанной чистоты, так как известно, что листья и нежно-розовые или синеватые цветки лотоса остаются даже в грязной тине водоемов безупречно чистыми.

Явление самоочистки детально исследовалось учеными и позволило открыть удивительные возможности природы защищаться не только от грязи, но также и от различных микроорганизмов. Данный эффект наблюдается не только у лотоса, но и у других растений (листья кактуса, капусты, камыша, водосбора, тюльпана), а также у насекомых (например, крылья стрекоз и бабочек). Они наделены природой свойством защиты от различных загрязнений, в большей степени неорганического (пыль, сажа), а также биологического происхождения (споры грибков, микробов, водоросли и т.д.).

С помощью электронных микроскопов исследователями было обнаружено, что листья и цветки некоторых растений выделяют воскоподобное вещество Кутин, представляющее собой смесь высших жирных кислот и их эфиров, которые образуют на поверхности особую структуру (нанорельеф) в виде «шипов».

Эффект лотоса

Взаимодействия между твердыми телами и окружающей средой происходят почти исключительно в поверхностных слоях, что справедливо также и для многих биологических систем. Биологические поверхности, созданные за миллионы лет в результате эволюции, являются максимально оптимизированными мультифункциональными системами. Они обеспечивают механическую стабильность, терморегулирование, контроль водно-солевого обмена и т.д. Постоянное загрязнение листьев растений нарушает в них многие биологические процессы, поэтому растения выработали специфический механизм защиты в виде «эффекта лотоса».

Лотос-эффект не является каким-то случайным феноменом, он возник в результате эволюции и вызван необходимостью выживания растений. Он предотвращает появление патогенных субстанций на таких поверхностях: споры легко смываются при каждом дожде. На «оптимизированных» поверхностях (например, листке или цветке лотоса) проявляются супергидрофобные качества, такие, что, например, мед и даже клей на водной основе не прилипают, а полностью стекают с такой поверхности.

Степень увлажнения твердого тела описывается с помощью контактного угла α, входящего в формулу с поверхностной энергией σ на различных межфазных границах в соответствии с законом Кассье: cos α = (σт–г – σт–ж ) / σж–г, где σт–г – «твердое тело – газ»; σт–ж – «твердое тело – жидкость»; σж–г – «жидкость – газ».

Нулевой контактный угол обеспечивает полное увлажнение (супергидрофильная поверхность), при котором капля воды стремится «растянуться» до состояния мономолекулярной пленки на поверхности твердого тела. Контактный угол 180° указывает на совершенную несмачиваемость (супергидрофобную поверхность), так как капля касается поверхности только в одной точке.

Попавшая на поверхность листа капля воды удаляет с него частицу загрязнений. При этом частицы загрязнений не проникают во внутреннюю часть капли, а равномерно распределяются по ее поверхности, т. е. даже гидрофобная субстанция удаляется каплей воды с гидрофобной поверхности. При рассмотрении условий, при которых реализуется «эффект лотоса» на наноуровне, механизм этого явления становится более понятным. С помощью закона Кассье можно объяснить, почему значение контактного угла для поверхности, а, следовательно, условие несмачиваемости (самоочистки) можно легко изменить, придав поверхности необходимый рельеф.

Применение

Аналогичное явление происходит с различными видами загрязнений и на восковых ворсинках, покрывающих листья лотоса. Поверхность соприкосновения загрязнений с поверхностью листа также крайне незначительна и силы сцепления между каплей воды и частицей грязи оказываются значительно более высокими, чем между этой же частицей и восковым слоем листа. У загрязнения, поэтому имеются две возможности: либо продолжать неустойчиво балансировать на шипах, либо «слиться» с гладкой ровной поверхностью движущейся водной капли и легко удалиться даже небольшим количеством воды, оставляя за собой чистую сухую поверхность.

Защитные водоотталкивающие свойства оперения водоплавающих птиц, наверное, обусловлены их особой ребристой структурой, а не наличием на перьях защитных жироподобных веществ. Хотя, эти свойства только дополняют друг друга.

Известные своими возможностями легкого перемещения (скольжения) по поверхности воды, водяные клопы-водомерки также используют это природное явление, так как их тело и кончики ног покрыты не смачиваемыми в воде волосками, обеспечивающими, на первый взгляд, их столь удивительные способности.

Таким образом, лотос-эффект основан исключительно на известных физико-химических явлениях и не привязан только к живым системам; в силу этого самоочищающиеся поверхности технически можно воспроизвести для различных материалов и покрытий.

В последнее время проводятся интенсивные исследования по разработке и производству самоочищающихся или устойчивых к загрязнению изделий и покрытий в самых различных отраслях экономики. При этом формирование заданной наноструктуры поверхности может быть выполнено с помощью нескольких основных методик:

создание («черчение») рельефа лазерным лучом или плазменным травлением;

анодное окисление (алюминия) с последующим покрытием специальными веществами;

придание формы и создание микрорельефа гравировкой;

покрытие поверхности слоем металлических кластеров, комплексами «поверхностно-активное вещество – полимер» или сополимеров, самоорганизующихся в наноструктуры;

нанесение суспензий наночастиц с морфологией, препятствующей образованию агломератов.

Эти виды поверхностной обработки могут быть отнесены к объектам или структурам, созданным методами нанотехнологий.

Одна из основных проблем, которую еще предстоит решить, заключается в том, чтобы после формирования поверхности или нанесенные на них частицы, обладающие определенным распределением по размеру и структурой, оказались стабильными по отношению к старению и различным факторам воздействия окружающей среды. Например, ультрафиолетовое излучение может инициировать окисление покрытия, что приводит к гидрофилизации поверхности за счет образования кислородсодержащих групп.

Ученым удалось показать, что нанесение суспензий гидрофильных частиц оксида кремния размером несколько нанометров на твердые керамические поверхности может привести к самоорганизации наночастиц. Полученные в результате модифицирования поверхности обладают пониженным для гидрофильных жидкостей краевым углом смачивания, что улучшает сток жидкостей и увеличивает скорость высыхания после очистки.

Основываясь на этих и других принципах, в 1999 г. немецкая компания «Nanogate Technologies GmbH» из Саарбрюккена победила в конкурсе на разработку самоочищающегося покрытия для керамики «WunderGlass», объявленном концерном «Duravit AG». На выставке CEVISAMA-2000 в Испании был показан еще один продукт – покрытие для плитки «Sekcid», разработанное фирмой в результате стратегического партнерства с испанским концерном «Torrecid S.A.» – одним из мировых лидеров в сфере производства фритты (керамических сплавов) и глазурей для керамической промышленности.

Наиболее широкое распространение технологии на основе «эффекта лотоса» получили в автомобильной промышленности при нанесении лакокрасочных покрытий; специальной обработки остекления автомобиля; защитной водоотталкивающей и антибактериальной пропитке внутренней обивки и тентов; модифицировании резинотехнических изделий и т. п.

Внешний вид, качество и долговечность покрытия автомобиля, несомненно, является отражением технического состояния всего транспортного средства. Благодаря широкому диапазону свойств и эффектов достигаемых при помощи нанотехнологий, в том числе «эффекта лотоса», в настоящее время имеется возможность для обновления и защиты внешнего вида автомобилей при относительно низких затратах, что снижает расходы при эксплуатации и повышает рыночную стоимость при перепродаже.

Немецкая фирма «Дуалес Систем Дойчланд АГ» одной из первых представила на проходившей в Ганновере всемирной выставке «ЭКСПО-2000» новую краску для автомобилей, обладающую самоочищающимся эффектом, для их мойки (даже после сильного загрязнения) их просто достаточно полить водой.

Более того, в настоящее время имеются разработки на основе нанотехнологий, позволяющие вообще обходиться без воды. На загрязненные поверхности автомобиля из баллона распыляется специальный состав, которой затем растирается салфеткой или полотенцем. В результате не только удаляются загрязнения, но и осуществляется нанесение защитного самоочищающегося покрытия, остающегося на поверхности более полугода.

Начиная с 2003 года легковые автомобили Mercedes-Benz серий E, S, CL, SL и SLK покрыты прозрачным лаком с наноразмерными (около 20 нм) керамическими частицами, созданными на основе нанотехнологии, которые в процессе высушивания в лакокрасочном цехе отвердевают, образуя на поверхности лакового покрытия чрезвычайно плотную сетчатую структуру. Благодаря этому также повышается прочность (износостойкость) лака и обеспечивается более интенсивный и долговечный блеск покрытия. Автомобили Mercedes-Benz с лакокрасочным покрытием на основе нанотехнологии отмечены наградой на специализированной выставке «Automechanika», как «самые легкомоющиеся автомобили 2004 года».

В настоящее время в области разработки и применения нанотехнологической продукции для автомобильной промышленности основная конкуренция развернулась между компаниями PPG, Dupont и Nanovere, а также BASF. Так, еще в 2002 году американская компания PPG Industries Inc. представила на автомобильном рынке первое керамическое самоочищающееся покрытие – CeramiClear ® Clearcoat. Для самоочищающейся поверхности фирма использует диоксид титана (TiO2). Его свойства таковы, что покрытие из данного вещества не только окисляет и расщепляет грязь, но вдобавок нейтрализует различные запахи и убивает микроорганизмы. На практике это приводит к тому, что износоустойчивость лакового покрытия возрастает – оказалось, что покрытые лаком нового типа машины сохраняют блеск на 40 % дольше, чем окрашенные обычной краской. Такому заключению предшествовали четыре года экспериментов и 150 окрашенных новой краской «тестовых» автомобилей.

В настоящее время компания PPG работает над самовосстанавливающимся лакокрасочным нанопокрытием, позволяющим осуществлять «саморемонт» царапин и мелких потертостей, возникающих при повседневной эксплуатации автомобиля.

Например, защитная полироль «Pikarain», разработанная в 2008 году японскими учеными и представляемая на рынке компанией «Coralco., ltd», защищает автомобиль, типа Volkswagen Polo, от царапин во время мойки, восстанавливает и сохраняет яркость и насыщенность цвета кузова. На поверхности кузова полироль образует защитную стеклоподобную пленку, которая надежно выдерживает действие различных кислот, грязи и обладает водоотталкивающими свойствами («эффектом лотоса»).

Гидрофобное покрытие для остекления автомобиля в виде пленок уже используется в автопроме при производстве серийных машин – оно наносилось на боковые стекла Nissan Terrano II. Подобное покрытие, хотя не создавало полноценного водоотталкивающего эффекта, но заметно уменьшало пятно контакта поверхности с каплями воды, благодаря чему во время дождя стекло оставалось достаточно прозрачным.

В автомобилестроении используется механизм «самоочищения» стекла автомобиля, обработанного специальными нанопленками или нанополиролями. Поверхность стекла модифицирована таким образом, что капля воды катится по ней, собирая загрязнения, тогда как на гладкой поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет грязь на месте.

При применении таких покрытий дождь, снег и грязь не удерживаются на поверхности стекла, а уносятся встречным потоком воздуха, а попавшие на стекло битум, растительные смолы, масляная пленка, прилипшие насекомые и т.д. легко удаляются дворниками – даже в самых тяжелых случаях. Вода, снег и грязь, которые летят из-под колес встречного транспорта, попадая на боковые стекла, меньше сокращают боковой обзор. Ночная видимость становится существенно лучше, а встречный транспорт ослепляет гораздо меньше. В результате водоотталкивающего эффекта и более прозрачного стекла повышается активная безопасность на дороге. Одновременно снижаются расходы на новые стеклоочистители, т. к. в среднем они используются на 50 % реже.

В заключение следует отметить, что в настоящее время на основе «эффекта лотоса» разработан ряд специальных материалов и изделий, обладающих самоочищающимися и другими уникальными свойствами, например, гидрофобные фасадные краски, антивандальные покрытия поездов, незапотевающие зеркала и керамика, малозагрязнеющийся бактерицидный текстиль, непромокающие дождевые плащи и зонтики, водоотталкивающие спортивные купальные костюмы, а также многое другое. Все это свидетельствует о хороших перспективах применения нанотехнологий во многих сферах деятельности человека.

Опыт с различными видами листьев комнатных растений.

В результате мы выяснили, что предположительно именно за счет такого строения достигается «эффект лотоса» и капля воды скатывается с поверхности листка. В результате на основе знаний, полученных в ходе исследования, в будущем мы хотели бы создать что-то новое или усовершенствовать уже существующие проекты и изобретения на такую же тему.

Затем я провел аналогичные опыты с различными типами поверхностей: бетон, деревянная поверхность, бумага различных типов, ткани разных типов. Далее я сам попытался воспроизвести эффект лотоса в лабораторных условиях. Я поочередно наносил аэрозоль со специальным покрытием для дерева и камня с поверхностно-активным веществом на разные виды поверхностей, затем с помощью пипетки наносил каплю воды на них и наблюдал за эффектом.

После этого все перечисленные поверхности были обработаны гидрофобным покрытием и еще раз исследованы на форму капли. Для этого я нанес специальный гидрофобный спрей на кусочки ткани и решил проследить, как изменялась способность смачивания тканевой поверхности, в зависимости от того, был ли на нее нанесен гидрофобный слой или нет.

Результаты эксперимента:

При повреждении поверхности листа, она утрачивает водоотталкивающие свойства;

Под действием сил поверхностного натяжения вода стремится принять шарообразную форму, поскольку такакя форма наиболее выгодна энергетически – при минимальной площади поверхности шар имеет максимальный объем;

Обработка поверхности антикоррозийным аэрозолем с наночастицами значительно увеличивает прочность поверхности (царапины практически незаметны);

При воздействии пламени на поверхность обработанную поверхность (бумага) начинает выделяться инертный газ (азот), и пропитанный материал обугливается без появления огня, в отличие от непропитанного.

Заключение

На примерах опытов я показал, как данный эффект действует в природе, а также, как мы можем воссоздать его в искусственных условиях для собственных нужд.

Список литературы

Балабанов, В.И. Нанотехнологии. Наука будущего. М., Эксмо, 2009. – 248 с. (ISBN 978-5-699-30976-4).

Aryeh Ben-Na’im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X).

Cassie A.B.D., S. Baxter, Trans. Faraday Soc., 1944, 40, 546.

Приложения

Опыты с необработанными тканями ( шелк, лен, хлопок)

Опыты с обработанными тканями (лучше всего впитывал воду хлопчатый отрезок ткани, который после обработки не впитывает разные виды жидкостей)

Лист бумаги, с нанесенным тонким слоем пластилина (вода принимает форму шара)

Лист бумаги, одна половина которого обработана противопожарным аэрозолем

Часть бумаги, не обработанная аэрозолем полностью выгорает ровно до границы, а обработанная часть обугливается.

Обработка поверхности (МДФ-панель).

Обработанная часть подвержена царапинам.

С поверхности, обработанной антикоррозийным составом царапины трудно нанести и маркер, нанесенный по царапинам легко удаляется с помощью воды и мыла.

Обработка поверхности гидрофобизирующим составом ПВА (на поверхности стекла виден рисунок нанесенный составом и не запотевший)

Источник

Жизненные советы и рекомендации