Инженеры из Массачусетского технологического института предложили в качестве водоотталкивающих покрытий для экстремальных условий использовать оксиды редкоземельных металлов — лантаноидов. Работа опубликована в журнале Nature Materials, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте института и в Nature News.
Авторы провели исследование взаимодействия воды с поверхностью оксида алюминия и оксидов всех лантаноидов за исключением радиоактивного прометия. Ученые руководствовались тем, что для эффективного «прилипания» воды к поверхности оксида требуется взаимодействие между кислородом, входящим в состав H2O и свободными электронами металлов. У лантаноидов свободные электроны скрыты за наружной оболочкой атома, что осложняет такое взаимодействие. Из-за этого чистые оксиды лантаноидов оказываются исключительно гидрофобны.
В своей работе ученые обращают внимание на то, что водоотталкивающее покрытие из оксидов лантаноидов намного устойчивее к действию высоких температур и давления, чем полимерное покрытие. Кроме того, оно не меняет своих свойств при действии абразивов.
Ученые надеются, что оксиды лантаноидов найдут свое применение в качестве водооталкивающих покрытий для экстремальных условий, например, для лопастей турбин на электростанциях. Конденсат, который образуется на таких турбинах, отвечает за треть потерь КПД электрогенераторов, сообщают авторы.
Ранее другая группа из Массачусетского технологического института представила гидрофобное покрытие для теплообменников, в основе которого лежит оксид меди. Вода настолько плохо взаимодействует с такой поверхностью, что энергия слияния мелких капель в крупные заставляет последние буквально отпрыгивать от труб охладителей.