Суперпокрытие, которое не боится кипятка

16.02.2026

В современном мире материалы с эффектом "лотоса" - те самые супергидрофобные поверхности, с которых вода скатывается шариками, - давно стали привычными в самых разных сферах: от одежды и обуви до промышленного оборудования и посуды. Однако у них есть серьезный изъян: как только температура жидкости превышает примерно 40 °C, волшебство исчезает - капли начинают прилипать, проникать в микротекстуру и оставлять грязные следы. Эта проблема особенно досадна там, где приходится иметь дело с горячим кофе, кипятком, молоком или супом. Теперь инженеры из Университета Райса в США предложили простое, но эффективное решение, которое позволяет таким покрытиям сохранять свои свойства даже при температурах близких к 90 °C.

Речь идет о многослойном изолированном супергидрофобном покрытии, которое исследователи назвали MISH (multilayered insulated superhydrophobic). В отличие от традиционных подходов, где пытались радикально менять химию или создавать сложнейшие наноструктуры, команда сосредоточилась на контроле теплопередачи. Секрет кроется в двухслойной архитектуре: нижний слой представляет собой теплоизолирующую пену на основе полиуретана, которую удобно наносить распылением, а верхний - это обычное коммерческое микротекстурированное водоотталкивающее покрытие, доступное в продаже.

Теплоизоляционная подложка играет ключевую роль: она резко замедляет передачу тепла от горячей капли к основе поверхности. В результате уменьшается испарение жидкости в зоне контакта и последующая конденсация паров внутри текстуры. Именно эти циклы испарения-конденсации обычно разрушают воздушные карманы, необходимые для супергидрофобности, и превращают отталкивающую поверхность в обычную смачиваемую. Благодаря изоляции горячие капли почти не успевают охладиться в точке касания, а значит, не создают "мостиков" из конденсата - и продолжают бодро скатываться.

Один из ведущих авторов работы, доцент кафедры машиностроения Дэниел Престон, подчеркивает, что новый подход радикально упрощает и удешевляет технологию. Раньше аналогичные результаты достигались лишь с помощью очень дорогих методов - иногда в тысячи раз дороже, - а MISH использует доступные материалы и простые способы нанесения. Более того, покрытие успешно прошло испытания не только в лабораторных условиях, но и на реальных объектах: больших металлических пластинах, изогнутых трубах, чашах и промышленном оборудовании.

Долговечность оказалась впечатляющей. В одном из ключевых экспериментов образцы подвергали воздействию почти двух миллионов горячих капель в течение недели. Обычные супергидрофобные покрытия теряли свойства почти мгновенно, тогда как MISH с достаточно толстым изоляционным слоем сохраняло отталкивающие качества более 80 часов - это свыше миллиона ударов капель. Лишь после такого марафона начинался постепенный износ, причем виноват был в основном не принцип, а именно верхний коммерческий слой. Ученые уверены: с более прочным наружным покрытием срок службы можно увеличить еще сильнее.

Особенно наглядно преимущество проявилось при тестировании реальными горячими жидкостями - горячим молоком, кофе и гороховым супом. На поверхностях с MISH оставалось менее 1 % остатков, в то время как на стандартных супергидрофобных аналогах этот показатель превышал 31 %. Покрытие демонстрировало отличную работу даже при струйном воздействии и на сложных геометриях, подтверждая свою применимость в быту и промышленности.

Разработка открывает широкие перспективы: от антизагрязняющих покрытий для кухонной утвари и промышленных емкостей до систем теплообмена и защиты оборудования от накипи и отложений. Команда Дэниела Престона уже планирует дальнейшее усовершенствование - в частности, создание более термостойких и износоустойчивых верхних слоев, а также поиск новых архитектур.

<< Назад: Стекло, хранящее память человечества на тысячелетия 17.02.2026

>> Вперед: Электровелосипед Magician Alpha 16.02.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Робот-охранник LG AI Agent 02.01.2024 Компания LG представила свой инновационный продукт - робот-охранник под названием AI Agent. Этот умный помощник для дома представляет собой не просто гаджет, а передовую интеграцию робототехники, искусственного интеллекта и мультимодальных технологий, нацеленную на изменение способа взаимодействия с нашими жилыми помещениями. Робот-охранник LG AI Agent представляет собой не только передовую технологию, но и интеллектуального помощника, способного эффективно управлять умным домом и обеспечивать безопасность в реальном времени. Его возможности взаимодействия и сбора данных делают его важным элементом будущего умного жилья. Робот оборудован двуногой конструкцией с колесами, что обеспечивает ему мобильность и возможность самостоятельного перемещения по дому. Эта уникальная особенность позволяет ему эффективно выполнять различные задачи и контролировать разные области дома. Использование платформы Qualcomm Robotics RB5 обеспечивает надежную основу для обработки данных и мгновенного реагирования, что гарантирует способность искусственного интеллекта справляться с сложными задачами и взаимодействиями. AI Agent не только управляет функциями "умного дома", такими как освещение, термостаты и другие подключенные устройства, но и обеспечивает безопасность, контролируя помещения и предупреждая владельцев о любых подозрительных событиях. Благодаря встроенной камере, динамикам и множеству датчиков робот собирает данные об окружающей среде в режиме реального времени. Это включает в себя отслеживание температуры, влажности и качества воздуха в помещении, предоставляя ценную информацию для поддержания комфортной и безопасной домашней среды. AI Agent предназначен для устных диалогов с пользователями, делая его интерактивной частью домашнего хозяйства. Способность робота выражать эмоции через движения суставов ног придает его взаимодействиям уникальный характер, делая его более понятным и удобным для пользователей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026