p Os pesquisadores descobriram uma maneira de tornar os revestimentos de superfície ultrafinos robustos o suficiente para resistir a arranhões e amassados. O novo material, desenvolvido pela fusão de tecnologias de filme fino e autocura, tem uma lista quase infinita de aplicativos em potencial, incluindo autolimpeza, anti-gelo, antiembaçante, antibacteriano, revestimentos anti-incrustantes e de troca de calor aprimorada, pesquisadores disseram. p O novo estudo descobriu que as qualidades de evaporação rápida de um polímero especializado contendo uma rede de ligações dinâmicas em seu backbone ajudam a formar um resistente à água, revestimento autorrecuperável de espessuras em nanoescala. O estudo, liderado pelo professor de ciência mecânica e engenharia da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, Nenad Miljkovic, e pelo professor de engenharia e ciência de materiais, Christopher Evans, é publicado no jornal Nature Communications .

p Para este estudo, o foco principal do grupo Miljkovic era aumentar a eficiência das usinas a vapor, que são os maiores produtores de eletricidade do mundo, usando esses tipos de revestimentos em seus condensadores. "Os revestimentos, quando aplicado às superfícies dos condensadores, torná-los mais resistentes à água e eficientes na formação de gotículas de água, que otimiza a transferência de calor, "disse o assistente de pós-graduação Jingcheng Ma, um co-autor principal do estudo.

p Quando usado em usinas a vapor, revestimentos finos podem ter uma série de problemas de durabilidade, disseram os pesquisadores. Os revestimentos podem quebrar em semanas, às vezes até horas. Uma vida útil tão curta torna a aplicação dos revestimentos no mundo real impraticável, que tem sido um desafio fundamental nas ciências mecânicas e de materiais por cerca de oito décadas. Revestimentos mais espessos podem ser mais duráveis, mas eles reduzem a transferência de calor e corroem o benefício associado do revestimento.

p Estudos anteriores mostraram que a maioria dos revestimentos ultrafinos desenvolvem pequenos defeitos de orifício de alfinete uma vez que curam em uma superfície. O vapor penetra por esses defeitos, levando à delaminação gradual do revestimento, os pesquisadores disseram, então, o objetivo deles era desenvolver uma ferramenta livre de orifícios, película fina resistente à água e melhora a eficiência energética geral das usinas a vapor em vários por cento.

p "Os materiais de autocura podem se reciclar e se reprocessar, "Evans disse." Descobrimos que podemos utilizar com sucesso a cura possibilitada pelos laços dinâmicos, permitindo que os revestimentos se auto-reparem em resposta a arranhões ou para evitar o surgimento de pequenos furos. "

p Chamado dyn-PDMS, o material pode ser facilmente revestido por imersão em materiais em camadas em nanoescala em várias superfícies, como silício, alumínio, cobre ou aço.

p "Uma das razões pelas quais podemos obter essas camadas finas é porque os solventes usados ​​na reação evaporam muito rapidamente, deixando apenas o polímero, "Evans disse." Além disso, uma vez curado, o material se repara a partir de arranhões muito rápido - tão rápido que é difícil observar em tempo real. Não vemos esse comportamento em geral, amostras a granel do material - apenas na película fina, e essa é uma pergunta que estamos tentando responder agora. "

p Os pesquisadores postulam que os revestimentos ultrafinos desenvolvidos neste estudo oferecem uma solução para materiais resistentes à água sustentáveis ​​e levantam questões científicas em aberto dentro da ciência dos materiais e da mecânica dos fluidos que permanecem sem resposta.