Создано покрытие, отталкивающее кипяток и горячий суп — секрет в слоеном «пироге»

Ученые из Университета Райса разработали двухслойное покрытие, которое остается водоотталкивающим даже при контакте с жидкостями, нагретыми до 90 градусов Цельсия. Нижний изолирующий слой замедляет передачу тепла и предотвращает образование конденсата, который разрушает воздушные карманы. В результате капли кипятка, молока, кофе и даже горохового супа скатываются, не оставляя следа.

Создано покрытие, отталкивающее кипяток и горячий суп — секрет в слоеном «пироге»

Природа давно подсказала инженерам идеальный водоотталкивающий дизайн: лист лотоса. Его микроскопическая текстура удерживает воздушные карманы, и вода просто скатывается, не смачивая поверхность. Человечество научилось создавать синтетические супергидрофобные покрытия, но у них есть фатальный недостаток: они перестают работать, когда жидкость горячая. При температуре выше 40 градусов Цельсия капли начинают прилипать и оставлять мокрые пятна.

Команда под руководством Дэниела Престона из Университета Райса решила взглянуть на проблему шире. Вместо того чтобы концентрироваться только на химии и текстуре, они добавили третий фактор — тепловой поток. Так родилось многослойное изолирующее супергидрофобное покрытие (MISH).

Создано покрытие, отталкивающее кипяток и горячий суп — секрет в слоеном «пироге»
Исследователи также направляли струи горячей воды на покрытия, чтобы имитировать брызги и длительное воздействие.

Конструкция проста, как слоеный пирог. Снизу — напыляемая полиуретановая пена, которая работает как термос. Она замедляет передачу тепла от горячей капли к поверхности. Сверху — коммерческое супергидрофобное покрытие с микротекстурой, удерживающее воздух. Без изолирующего слоя горячая капля быстро нагревает поверхность, воздух вытесняется паром, и покрытие «тонет» в конденсате. Изоляция ломает этот цикл: капля остается горячей, но под ней не образуется пар, разрушающий воздушные карманы.

Результаты впечатляют. Покрытие выдерживает температуру до 90 градусов Цельсия — почти кипяток. В лабораторных тестах образцы подвергали бомбардировке горячими каплями почти два миллиона раз. Обычные покрытия умирали мгновенно. MISH держался более 80 часов — около миллиона ударов — и терял свойства постепенно, причем слабым местом оказался не принцип, а конкретный верхний слой.

Чтобы доказать, что технология работает не только в лаборатории, ученые покрыли большие металлические пластины, изогнутые трубы и обычные кухонные чашки. На них лили горячее молоко, кофе и даже гороховый суп. На MISH оставалось менее одного процента осадка. На стандартных покрытиях — больше 30 процентов.

Сейчас команда ищет более прочные верхние слои и способы упростить нанесение. Но главное уже ясно: если решить проблему перегрева, супергидрофобные поверхности перестанут быть лабораторной диковинкой. Они смогут работать в реальных условиях — на трубах, в пищевой промышленности, в быту. Как говорит Престон, «как только удается предотвратить прилипание горячих жидкостей, многие последующие проблемы начинают исчезать». Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Читайте также

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира