Шершавую поверхность, не обледеневающую в вакууме, создали в Новосибирске

Новосибирск. 23 июня. ИНТЕРФАКС - Студент Физического факультета Новосибирского госуниверситета (НГУ) Никита Смирнов создал несмачиваемую (суперлиофобную) поверхность, сохраняющую свои свойства в вакууме, с помощью лазера и фторполимеров, сообщает пресс-служба НГУ.

Отмечается, что классическая теория смачивания предполагает, что структурированные поверхности отталкивают жидкость за счет воздуха, сохраняющегося в текстуре поверхности, однако вопрос о сохранении этой способности в вакууме исследован недостаточно.

"Исследование данной проблемы важно и актуально, так как использование суперлиофобных поверхностей в безвоздушном пространстве позволит решить ряд проблем, например, с обледенением, защитой от конденсата и коррозии различных космических и суборбитальных аппаратов", - отмечает автор работы.

В своей работе Смирнов предложил использовать суперлиофобные поверхности с развитой структурой, созданные при помощи импульсного лазерного воздействия, покрытые фторполимерным слоем, которое напылялось тонким слоем, чтобы полученная лазером текстура не изменялась на микронном уровне.

Для создания суперлиофобных поверхностей были подготовлены подложки монокристаллического кремния с размерами 18×12×0,5 мм, которые прошли многоэтапную очистку для удаления органических соединений и прочих загрязнений и обработаны наносекундным лазером.

Было установлено, что полученная текстура имеет вид пирамид с высотой порядка 5 мкм и основанием около 40 мкм. Затем был нанесен слой фторполимера толщиной 100 нм.

Вместо воды для проверки свойств поверхности использовался глицерин, медленнее выкипающий в вакууме при нагреве подложки.

Кроме того, глицерин обладает более высокой вязкостью, что минимизирует динамические эффекты в капле после ее касания с исследуемой поверхностью.

Эксперименты проводились при температурах от комнатной до 300С.

В результате было установлено незначительное снижение скорости движения капель в разреженной атмосфере при комнатной температуре, что свидетельствуют об определяющем вкладе температурной зависимости вязкости в характер движения капли при атмосферном давлении.

Было установлено, что освободившиеся от атмосферного воздуха поры заполняют пары жидкости, которые и обеспечивают сохранение суперлиофобности, причем для этого достаточно и низкого давления паров жидкости.

Суперлиофобность - это свойство поверхности отталкивать жидкость, при этом образуются почти сферические капли, которые не растекаются, а скатываются с нее.