Aalto ja Chengdun kehittivät superpinnoitteen

Kiinalaisen Chengdun elektroniikan ja tekniikan yliopiston ja Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet panssaroidun superhydrofobisen pinnan. Se kestää toistuvia terävien ja tylppien esineiden aiheuttamia iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. 

Likaa ja kosteutta hylkivä panssaripinnoite voisi ehkäistä ruosteen ja jään muodostumista ajoneuvoissa ja teollisuuden koneissa.

Työtä tukivat Kiinan kansallinen luonnontieteiden säätiö (National Natural Science Foundation of China), Euroopan tutkimusneuvosto, Suomen Akatemia, Aalto-yliopisto ja Business Finland.

Tutkimus on julkaistu Nature-lehdessä 3.6. ja Aalto tiedotti hankkeesta samana päivänä.

Superhydrofobista pinnoitetta voi käyttää esimerkiksi ajoneuvoissa, aurinkopaneeleissa, antimikrobisissa pinnoitteissa ja koneissa.

Mikrobien torjunnassa

Superhydrofobiset pinnat hylkivät tehokkaasti vettä, likaa ja erilaisia taudinaiheuttajia. Siksi niille löytyy käyttöä muun muassa terveydenhoidossa, teollisuudessa ja energiantuotannossa.

Sovelluksia on hidastanut superhydrofobisten pintojen herkkyys viilloille, naarmuille ja lommoille. Vaurioitunut alue voi kerätä nesteitä ja pinnoitteen ominaisuudet kärsivät. Nyt tutkijat ovat kehittäneet superhydrofobisen pinnan, joka kestää toistuvia terävien ja tylppien esineiden aiheuttamia iskuja ja hylkii nesteitä.

Iskunkestäviä superhydrofobisia pintoja voidaan valmistaa metallista, lasista tai keramiikasta. Tutkijat kuvioivat pinnan kennomaisella rakenteella, joka muodostuu kärjellään seisovien pyramidien muotoisista koloista. Hauras vettä hylkivä kemikaali levitetään kennon sisäpinnalle. Tämä estää nesteen tarttumisen pintaan ja pyramidin seinät suojaavat herkkää kemiallista pinnoitetta vaurioilta.

”Juuri tuo rakenne on panssarin vahvuuden ja kestävyyden salaisuus. Kennojen materiaalina voidaan käyttää melkein mitä tahansa, ja testasimmekin erikokoisia, -muotoisia ja eri materiaaleista valmistettuja kennorakenteita”, sanoo tiedotteessa Aalto-yliopiston professori Robin Ras.

Yksi esimerkki ovat aurinkopaneelit, joissa kosteuden ja lian kertyminen estää ajan mittaan valon imeytymistä, mikä taas vähentää sähköntuotantoa. Superhydrofobinen lasipinta säilyttää tehokkuuden pidempään ja vähentää vaikeissa paikoissa sijaitsevien aurinkopaneelien puhdistustarvetta.

Torjuu ajoneuvojen ruostumista 

Likaa ja kosteutta hylkivä panssaripinnoite voisi ehkäistä ruosteen ja jään muodostumista myös teollisuuden koneissa ja ajoneuvoissa – jos se kestää pitkiä aikoja äärimmäisen kovia olosuhteita. Tutkijat pitivät materiaaleja 100 °C:n lämpötilassa viikkoja, upottivat ne tuntikausiksi syövyttäviin nesteisiin, suihkuttivat niitä korkeapaineisilla vesisuihkuilla ja käsittelivät kovakouraisesti äärimmäisessä kosteudessa. Pinnat pystyivät silti hylkimään nestettä yhtä tehokkaasti kuin ennenkin.