Есть ли нормальное гидрофобное покрытие?
Мы научились побеждать большие потоки воды, построив дамбы и водоотводящие системы. Но умеем ли мы побеждать маленькие?
Да, человечество придумало олеофобное покрытие и специальные смеси для одежды и зонтов. Но всё это недолговечно и нуждается в бережном отношении и постоянном уходе.
Неужели ничего лучше не существует? Спросил я себя на каком-то уроке физики при прохождении смежной темы. Я залез в интернет и стал искать.
Оказывается, что существует. Какие-то студенты из MIT сделали на кремнии «бугорьковую» поверхность при помощи фотолитографии:
Понятно, что дело именно в бугорках, приподнимающих молекулы жидкости над основной поверхностью материала и значительно уменьшающих силу притяжения оных к молекулам поверхности.
Бугорки, говорите? Я вспомнил ещё одну твердую почти бугорковую поверхность, атомы которой так сильно притягиваются к соседним, что их сложно разлучить просто так. Это графен.
Если графен действительно обладает гидрофобным свойством, то и графит, являющийся совокупностью слоёв графена и ещё чего-то должен обладать подобными свойствами. Поэтому я даже провёл эксперимент. На квадраты сильно заштрихованной карандашом бумаги капнул водой.
И вуаля, действительно, молекулы воды сильнее притягиваются к друг дружке, чем к графиту. Но видно, что недостаточно сильно, чтобы поверхность была совсем гидрофобной.
Осталось лишь найти подтверждение напрашивающейся гипотезы про чистый графен. В русскоязычном сегменте вообще мало чего написано про взаимодействие графена с другими веществами, но недавно мне посчастливилось прослушать лекцию К.С. Новосёлова об этом чудо-материале. Оказывается, что графен действительно крепкий, не пропускает другие молекулы и позволяет делать дырки в себе с тем, чтобы пропускать определённые по размеру молекулы. «Графен действительно несмачиваем и я знаю, что работы по этой теме ведутся в нескольких других группах». Класс.
Каких же результатов добились учёные к этому моменту?
Учёные умеют уже накладывать один слой графена с подложки на необходимую поверхность. Для этого они выращивали графен на меди, накрывали его полимерной пленкой, после травили медь, накладывали получившийся бутерброд из полимера+графена на поверхность и смывали полимер ацетоном. Крайне лёгкий процесс, за исключением первого шага – выращивания графена. Но уже умеют в несколько дюймов в длину образцы создавать.
Биологическое действие и вообще, долговечно ли?
Уже существует графеновые фильтры для жидкостей, такие, что вы можете пить воду из Фонтанки, зачерпывая её стаканом с таким фильтром без какого-либо вреда для здоровья. Поэтому ответ на этот вопрос очевиден.
А раз графен крепок и несмачиваем, то как только мы научимся дёшево производить много графена, так сразу человек забудет о мыле для посуды, ведь оно утеряет свою нужду – достаточно будет просто сполоснуть вещь, покрытую графеном, чтобы смыть всю грязь с неё, так как он просто не сможет «приклеиться» к этой вещи. Мы забудем о резиновых сапогах, так как достаточно будет надеть «графеновый» пакет на ногу. Зонтики перестанут рваться. Мы забудем, почему неприятно держаться за поручни в общественном транспорте. Мы забудем о жирных следах на экранах наших телефонов и о трудностях очистки клавиатуры и мышки.