Гидрофобизирующая жидкость: Жидкость гидрофобизирующая кремнийорганическая ГКЖ-11Н, каталог ПАО Химпром

Содержание

Гидрофобизирующая жидкость производства ГК «Миррико»

Гидрофобизирующая жидкость Основа-ГС™ — реагент на основе кремнийорганических соединений с умеренным запахом, применяется для предотвращения фильтрации технологической жидкости при глушении скважин.

Функции гидрофобизирующей жидкости Основа-ГС™

  • технология предназначена для глушения нефтяных скважин: предупреждает газонефтеводопроявления и появление открытых фонтанов при текущем и капитальном ремонте нефтяных скважин;
  • предотвращает смачивание стенок скважины;
  • предотвращает проникновение жидкости глушения в пласт / уменьшает поступление воды в буровой раствор из породы;
  • укрепляет склонные к осыпям и обвалам породы;
  • стабилизирует параметры бурового раствора (реология, фильтрационные свойства и др.), в том числе в условиях солевой агрессии;
  • участвует в восстановлении параметров бурового раствора после осолонения, а также разбуривания в ситуации активных вязкопластичных глин – сдерживает рост вязкости и плотности, препятствует сальникообразованию на инструменте;
  • препятствует осложнениям при спуско-подъемных операциях (СПО).

Рекомендации по применению реагента Основа-ГС™

Гидрофобизирующая жидкость используется в составе пресных и слабо минерализованных технологических жидкостей.
  • Основа-ГС™ добавляется в объем технологической жидкости глушения. Для лучшего диспергирования рекомендуется добавлять регент в поток циркулирующего раствора (по желобу, в струю), обеспечив при этом малую скорость дозирования (10-20 л/час). Учитывая высокое значение рН, следует избегать резкого добавления большого количества реагента в техжидкость (особенно при отсутствии циркуляции), так как это может привести к значительному повышению вязкости.
  • Диапазон рекомендуемых концентраций гидрофобизирующей жидкости Основа-ГС™ — от 3 до 5 кг/м3 жидкости глушения. Рабочая концентрация зависит от геологических условий месторождения.

Геолого-физические и технологические критерии выбора скважин

  • Скважины с АНПД, АВПД, а также при нормальных условиях.
  • При эксплуатации многопластовых залежей, а также в трещиноватых коллекторах.
  • Пластовая температура до 110 °С.

Применение технологии «Гидрофобизирующая жидкость Основа-ГС™»

  • Подготовить расчетное количество реагента Основа ГС и технологической жидкости.
  • В емкость для приготовления жидкости глушения набрать расчетное количество гидрофобизатора «Основа ГС» (рекомендуется 3-5 кг/м3), затем при работающем на циркуляции насосе ввести необходимый объем технологической жидкости.

Применяемые материалы и технические средства

  • Реагент Основа-ГС™
  • Технологическая жидкость
  • Автоцистерны нефтепромысловые типа АЦН-11-257, АЦ-10 ТУ 26-16-32-77, предназначенные для транспортировки воды
  • Растворы смешиваются и закачиваются в пласт агрегатом типа ЦА-320М по ТУ 26-16-213-79 или АС-400 по ТУ 26-02-30-75.

ГИДРОФОБИЗИРУЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ (ГКЖ-11) — GikSmol

ГИДРОФОБИЗАТОР ГКЖ-11 БСП (ГКЖ-11Н) натриевый

Концентрированная водоотталкивающая жидкость защищает искусственный, натуральный камень, кирпичные, бетонные и другие строительные конструкции от воздействия воды.

Водоотталкивающий состав ГКЖ-11 (концентрат) предназначен для защиты от воздействия влаги впитывающих пористых строительных материалов и конструкций. Состав ГКЖ-11 придает водоотталкивающие свойства обработанным материалам.

Характеристики гидрофобизатора ГКЖ-11:

-срок хранения не ограничен при условии герметичности тары;

-не токсичен;

-пожаробезопасен;

-придает отличные водоотталкивающие свойства при неизменной паро- и воздухопроницаемости;

-придает обрабатываемой поверхности устойчивость к атмосферным воздействиям;

-препятствует загрязнению, эрозии, появлению высолов на поверхности стройматериалов;

-улучшает свойства и качество бетонов: введение жидкости в бетон повышает его морозостойкость, коррозионную стойкость.

Применяется для:

-обработки стройматериалов в кладке (кирпич силикатный, кирпич керамический, бетоны,природный камень и др.) для защиты от водонасыщения;

-сохранения декоративных свойств стройматериала на многие годы: сохранение цвета и технических характеристик материала, снижает водопоглощение в 25 раз;

-предотвращения появление высолов и протечек на поверхности керамического кирпича;

-гидроизоляции керамической кровли и парапета.

Обработанная поверхность сохраняет свои свойства в течение 15 лет — при обработке внутренней поверхности и в течение 10 лет — при наружной.

Способ применения ГКЖ-11:

Поверхность очистить от грязи, пыли и жировых загрязнений. Наносить гидрофобизатор гкж-11П нужно кистью, валиком, распылителем за один раз при температуре не ниже +5° C без пропусков до полного насыщения материала (до блеска в порах).

Возможно нанесение второго слоя гидрофобизатора методом «влажным по влажному»

Перед применением ГКЖ-11 разбавляется водой в 5-10 раз.

Гидрофобизатор ГКЖ-11 является концентратом.

Расход зависит от впитываемости поверхности и составляет 200-400 гр/кв.м. разбавленного раствора. Расход концентрата составляет 20-40 г/кв.м. Гидрофобный эффект наступает через 24 часа. До наступления гидрофобного эффекта — не допускать воздействия воды.

 

ВОДООТТАЛКИВАЮЩИЕ СОСТАВЫ

  

Согласно физической теории, вещество стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает энергию. Молекулы воды для этого способны образовывать связи между собой. Молекулы гидрофобизатора, в отличие от воды, не способны образовывать такие связи, поэтому вода их отталкивает. Имменно этот эффект определяет свойства гидрофобизаторов.

 Кремнийорганические соединения сочетают в себе многообразие форм органических соединений и высокие показатели физических свойств неорганических веществ, благодаря которым они широко используется во многих промышленных отраслях. Соединения кремния обладают и наделяют обработанные ими вещества следующими свойствами:

  • термостойкостью;
  • гидрофобностью и стойкостью к другим физическим или химическим факторам;
  • хорошей электроизоляцией.

 

 

 Образуя на поверхности материала тончайшую плёнку, силиконы делают материал гидрофобным (ткань, бумага, керамика, строительные материалы). Жидкость кремнийорганическая и полидиэтилсилоксаны (ПЭС) служат смазкой и рабочей жидкостью в приборах, работающих в сложных условиях с низкой температурой и под большим давлением (при бурении глубоких скважин).

  

ГИДРОФОБИЗАТОР ГКЖ-11БСП

 

 

30% водный pаствоp метилсиликонатов, метилалюмосиликонатов натpия


Внешний вид: прозрачная жидкость
Механические примеси отсутствуют
Cодержание Si,% н/м 4.0
Щелочность в пересчете на NaOH, % 13-17
Массовая доля Этилового спирта не более 1.5%

Упаковка Продукт упаковывается в полиэтиленовую, стеклянную и металлическую тару емкости 1, 5, 10, 20, 30, 35, 200 кг.
Гарантийный срок хранения — 12 месяцев.

  

 ПРИМЕНЕНИЕ ЖИДКОСТИ ГКЖ-11БСП

  

СТРОИТЕЛЬСТВО

НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

  • добавка в цементсодеpжащие матеpиалы и повеpхностная обpаботка стpоительных изделий и констpукций из киpпича, гипса, пpиpодного камня,бетона, газобетона, железобетона, штукатурки и дpугих матеpиалов для повышения пpочности и пpидания им моpозо- и коppозионностойкости, водо- и гpязеотталкивающих свойств пpи сохpанении газо- и паpопpоницаемости, а также пластифицирующая добавка в тяжелые и легкие бетоны.
  • добавка в известковые, цементные, силикатные, акриловые, пеpхлоpвиниловые и дpугие кpаски для пpидания им атмосфеpо- и водостойкости, в том числе и морозостойкости.
  • компонент связующего при гидрофобизации минераловатных плит для придания водоотталкивающих свойств и увеличения механической прочности.

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н

ТУ:  2229-276-05763441-99

Область применения: 

1) в строительстве для придания гидрофобных свойств различным материалам и изделиям;

2) для защиты строительных материалов от влаги и вредного атмосферного воздействия, что позволяет: 

        -увеличить долговечность возводимых сооружений и снизить затраты на их ремонт;

        -придать материалу морозостойкость, трещиностойкость и светопрочность;

        -повысить общие теплоизоляционные свойства сооружения;

        -придать материалу отличные водоотталкивающие свойства, длительно сохраняющиеся во времени;

        -не изменяет внешний вид защищаемого материала, его газопроницаемость и воздухопроницаемость;

3) в нефтедобыче в качестве модификатора глинистых буровых растворов, что позволяет: 

        -обеспечить повышенную смазывающую способность;

        — уменьшить поступление воды в буровой раствор из породы;

        -снизить и стабилизировать вязкость бурового раствора. Водный раствор метилсиликоната натрия.

Гидрофобизирующая жидкость ГКЖ-11Н выпускается двух марок:  А и Б. Эмпирическая формула: (СH-Si-ONa)n , n=1 – 2

Технические характеристики гидрофобизирующей жидкости ГКЖ-11Н :

 

марка А

марка В

Внешний вид

Жидкость от бесцветного до темно-коричневого цвета. Допускается наличие мелкодисперсного осадка и механических примесей

Жидкость от бесцветного до темно-коричневого цвета. Допускается наличие мелкодисперсного осадка и механических примесей

Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее

25

25

Массовая доля щелочи (в расчете на NaOH),%

10 — 25

 

13 — 17

Массовая доля кремния, %, не менее

5

5

Плотность при температуре 20 °С, г/см3

1,15 — 1,40

 

1,15 — 1,40

 

Гидрофобизирующая способность, ч, не менее

Выдерживает испытание

8

Условия хранения: гидрофобизирующую жидкость ГКЖ-11Н хранят в герметично закрытой таре при температуре от минус 30 °С до плюс 30 °С в крытых складских помещениях, предохраняя от влаги и прямых солнечных лучей.

Гарантийный срок хранения: 12 месяцев со дня изготовления.

Сведения о сертификации: гидрофобизирующая жидкость ГКЖ-11Н имеет сертификат системы ТЭКСЕРТ для применения в нефтедобыче. Упаковка: железнодорожные цистерны, автомобильные контейнеры, специализированные контейнеры — цистерны, бочки стальные, бочки и канистры п/э.

Транспортирование: железнодорожным и автомобильным транспортом.

Жидкость гидрофобизирующая 136-41 (ГОСТ 10834-76)

Важно отметить, что использование метилгидросилоксановой жидкости взамен этилгидросилоксановой 136-41 будет вызывать процессы коррозии металлов, не надлежащую герметизацию узлов изделий, а также отслоение герметизирующих составов от подложки при хранении изделий и их эксплуатации.

При использовании такого продукта в составах герметизирующих материалов происходит «выпотевание» полиметилсилоксана. Этот полиметилсилоксан, выполняющий функцию антиадгезива будет препятствовать эффективному аппретированию поверхностей в случаях использования гидрофобизирующей жидкости в рецептурах аппретирующих составов и таким образом существенно ухудшать адгезию полимерных композиций к металлическим поверхностям в процессе хранения. Все указанные факторы будут приводить к нарушениям в работе объектов специальной техники и к аварийным ситуациям.

Поэтому использование метилгидросилоксановой жидкости взамен этилгидросилоксановой жидкости 136-41 в качестве компонента герметизирующих составов и компонента праймирующих составов при изготовлении изделий специальной техники является недопустимым.

Таким образом, ряд недобросовестных компаний преднамеренно и сознательно поставляют контрафактную продукцию на основе метильных производных кремния, тем самым обманывает потребителей и нарушает требования ГОСТ 10834-76, в котором указано, что гидрофобизирующая жидкость 136-41 является этилгидросилоксаном, а не метилгидросилоксаном.

ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» после проведения НИР разработал этилгидросилоксановую жидкость 136-41, которая прошла весь цикл приемочных испытаний, показала высокие эксплуатационные свойства, была внесена в конструкторскую и техническую документацию изделий ВВСТ.

Для контроля качества выпускаемой продукции на производстве ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» дополнительно введен на постоянной основе контроль состава гидрофобизирующей жидкости 136-41 с использованием ЯМР-спектроскопии.

ООО «Химтех-Р» является потребителем гидрофобизирующей жидкости 136-41 выпускаемой ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» и официальным поставщиком.

Гидрофобизирующие жидкости

Даже самые прочные материалы боятся влаги, ведь только отсутствие воды гарантирует долговечность и прочность сооружения. Для защиты поверхностей от влажности применяются гидрофобизирующие жидкости – растворы, наделяющие материал гидроизоляционными свойствами. Благодаря проникновению раствора внутрь структуры происходит уплотнение обрабатываемого материала и образование водоотталкивающей поверхности. При этом внешний вид конструкции не меняется: гидрофобизирующая жидкость невидима и не образует сплошной липкой пленки.

Где применяются

Широкое применение гидрофобизирующие жидкости получили при проведении строительных и ремонтных работ. Они меняют поверхностное натяжение в конструкциях, выполненных из бетона, штукатурки, кирпича и прочих строительных материалов. Сформированная водоотталкивающая поверхность отторгает не только влагу, но и водные растворы, содержащие различные примеси (например, агрессивные хлориды и сульфаты). В результате долговечность эксплуатации сооружения, а также его прочность, значительно повышаются.

Еще одно назначение гидрофобизирующей жидкости – предотвращение фильтрации технологической жидкости при глушении нефтяных скважин. Состав марки Основа-ГС, предлагаемый компанией «Миррико», призван решить эту задачу.

Виды гидрофобизирующей жидкости

Выделяют два основных класса. В гидрофобизаторы первого класса добавляют силиконаты, которые растворяются в воде. Они именуются:

  • ГКЖ-11. Жидкость используется для обработки поверхностей фасадов, стен подвалов, строительных конструкций, а также вводится в состав бетона и штукатурки.
  • ГКЖ-10. В большинстве случаев аналогичен предыдущему составу с небольшими изменениями в процентном соотношении компонентов.

В гидрофобизаторах второго класса используются нерастворимые в воде силоксаны, силаны и силиконы. Они производятся в виде водных эмульсий или растворов. Сфера применения примерно та же – пропитка кирпичных стен, поверхностная обработка фасадов.

Гидрофобизирующая жидкость Основа-ГС группы компаний «Миррико»

Гидрофобизирующие жидкости производства ГК «Миррико» применяются во многих технологических операциях в процессе добычи нефти. Применение водорастворимого гидрофобизатора Основа-ГС в процессах глушения скважин позволяет:

  • уменьшить срок вывода скважины на технологический режим благодаря сокращению проникновения жидкости глушения в призабойную зону пласта;
  • предотвратить набухание глинистых частиц горной породы, слагающих призабойную зону пласта;
  • работать на скважинах с забойной температурой до 110˚С;
  • стабилизировать неустойчивые горные породы, склонные к осыпям и обвалам.

Гидрофобизирующая жидкость Основа-ГС группы компаний «Миррико» прошла испытания и имеет успешный опыт применения.

На правах рекламы

Жидкость гидрофобизирующая 136-41 ГОСТ 10834-76  

Жидкость гидрофобизирующая 136-41

ГОСТ 10834-76

 

Гидрофобизирующая жидкость 136-41 представляет собой полимерный этилгидросилоксана.

Гидрофобизирующая жидкость 136-41 предназначена для придания гидрофобных свойств различным материалам и изделиям.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

№ п / п

Наименование показателя

Норма

1

Внешний вид

Бесцветная или слабо желтая жидкость без механических компонентов. Допускается слабая опалесценция.

2

Массовая доля активного водорода,%

1,30 — 1,42

3

Вязкость кинематическая при 20 ° С, сСт

50 — 165

4

Реакция среды (рН водной вытяжки)

6-8

5

Гидрофобизирующая способность, ч, не менее

3

6

Плотность жидкости при 20 ° С, г / см³

0,995 — 1,003

7

Температура застывания — ниже мину, ° С

60

Упаковка: Гидрофобизирующая жидкость 136-41 упаковывается во флаконы по ГОСТ 5799-78, в канистрах по ГОСТ 5105-82, в банках из белой жести по ГОСТ 6128-81, а также в бидонах из белой жести по ТУ 38.101169-88 вместимостью 18- 20дм³.

По согласованию с потребителем допускается упаковка жидкости в емкости емкостью менее 5дм³ по ГОСТ 6128-75, в стеклянных бутыли 10 и 20 л, навинчиваются полиэтиленовыми пробками, в которых должен быть сделан прокол.

Хранение: Гидрофобизирующая жидкость 136-41 хранится в сухом складском помещении при температуре не выше 30 ° С в ленте изготовителя.

Срок хранения: Гидрофобизирующая жидкость 136-41 хранится в таре изготовителя — один год со дня изготовления.

Физические свойства и сферы использования гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости « БНК

Многие материалы, которые используются в производственной сфере, страдают от проникновения влаги. Чтобы предотвратить такой процесс, применяется особенная жидкость ГЖК. Она имеет вид суспензии, в состав которой входят полимерные частицы, мелкодисперсные компоненты, оксидные ингредиенты. Чтобы улучшить привлекательность внешнего вида продукта, используются специальные пигментные материалы.

Технические характеристики ГКЖ

Гидрофобизирующий кремнийорганический материал при нанесении на рабочую поверхность образует прочную пленку. Она обладает повышенной адгезией и отличными водоотталкивающими свойствами. Такие характеристики жидкости обуславливаются наличием в ней активных атомов водорода. С различными химическими элементами они образуют прочные гидроксильные соединения. При этом в материале сохраняются отличные воздухопропускные качества. Влага не проникает и не скопляется во внутреннюю часть рабочих конструкций, поэтому не может быть причиной их физических разрушений. Такое свойство особенно важно для организации производственного процесса в условиях с нестабильным температурным режимом.

По внешнему виду гидрофобизирующая жидкость представляет собой слегка мутноватый продукт. В его состав входит около 25% сухого активного вещества. При высыхании он образует прочный защитный слой, предотвращающий проникновение пыли и влаги. Материал способен сохранять свои основные рабочие качества даже при полном растворении в среде, содержащей углеводородные соединения. Он применяется в процессе производства разнообразных эмульсий. Средство с маркировкой ГКЖ 136-41 – это представитель группы этилгидросилоксановых полимеров. В составе материала 136-157М содержатся метильные компоненты. Их применение в пищевой промышленности категорически запрещается.

Основные сферы применения гидрофобизирующего материала

Гидрофобизирующая жидкость используется в различных производственных сферах:

  • изготовление строительной продукции, которая отличается влагоотталкивающими характеристиками;
  • создание металлопрокатных изделий, надежно защищенных от коррозионных процессов;
  • разработка изоляционных материалов для электрокабельных элементов;
  • изготовление смазывающих смесей для обработки форм, используемых в процессе отлива стеклянных предметов.

Технологический состав с маркировкой ГКЖ 136-41 считается незаменимым средством для пропитки бумажных материалов и сырья из кожи. Он активно применяется в процессе изготовления надувных лодок из ПВХ, а также специальной обуви и одежды, предназначенных для любителей рыбной ловли, охотников, сотрудников спасательных служб, туристов. Гидрофобизирующая жидкость выпускается в форме готовой к употреблению смеси. Потенциальным покупателям также предлагаются концентрированные продукты, которые предназначены для растворения в воде. В готовом продукте нет вредоносных компонентов, которые могут вступать в химическую реакцию с составными частями воздуха. Жидкость не выделяет токсичных веществ.

Рекомендуется наносить средство на обрабатываемую поверхность при температуре не менее +50С. Для полного застывания материала необходимо время около 120 минут. Расход продукции составляет 400 мл на один квадратный метр. Жидкость наносится с помощью обычной малярной кисточки или распылителя, который не оставляет подтеков и разбрызганных капель.

Преимущества применения ГКЖ

При использовании гидрофобизирующей жидкости гарантируется длительность эксплуатации рабочих конструкций. Созданный защитный слой не допускает промерзания материала, а также негативного воздействия ультрафиолетовых лучей. ГКЖ – это незаменимое средство для строительной сферы. Жидкость предотвращает солевыделение и образование плесени, поэтому она добавляется в цементосодержащие растворы. ГКЖ рекомендуется наносить на окрашенные конструкции, так как она предотвращает преждевременную утрату их цветового оттенка.

Почему супергидрофобные материалы никогда не намокают | Реакции Наука Видео

Реакции Научные видео | 81 августа 2017 г.

Плащи, ветровые стекла автомобилей, водонепроницаемые телефоны: все они используют немного химии, чтобы оставаться сухими. Вдохновленные природой, химики используют чрезвычайно водостойкие или супергидрофобные покрытия, чтобы отталкивать воду с поверхностей и сохранять их сухими. Посмотрите, как команда Reactions использует высокоскоростную камеру и несколько смелых добровольцев, чтобы воплотить в жизнь науку о том, как оставаться сухим.Чтобы узнать больше о водоотталкивающей химии, ознакомьтесь с этим замечательным рисунком от наших друзей из C&EN и Compound Interest: периодическая графика: водоотталкивающая химия.

Источники:
Эти микроскопические шарики защищают насекомых от их собственных отходов

Прочное эластичное покрытие, отталкивающее воду

Водостойкая бумага для распыления частиц

Листья лотоса и мидии вдохновляют на создание водоотталкивающих микрочастиц

Что это за штука? Плащи

Супергидрофобное покрытие

Разветвленные углеводородные материалы с низкой поверхностной энергией для поверхностей, полученных из супергидрофобных наночастиц

ВТОРОЕ Официальное видео Ultra-Ever Dry — Супергидрофобное покрытие — Отталкивает практически любую жидкость!

Ультра-Эвер Драй®

Вода никогда не будет прежней

Гидрофобность, адгезия и фрикционные свойства наноструктурированных полимеров и зависимость от масштаба для микро- и наноэлектромеханических систем

Супергидрофобное покрытие

Гидрофобные и супергидрофобные покрытия: технологии и глобальные рынки

Супергидрофобное покрытие

Последние достижения в подготовке супергидрофобных поверхностей: обзор

Официальное видео Ultra-Ever Dry — Супергидрофобное покрытие — Отталкивает практически любую жидкость!

Съедобное супергидрофобное восковое покрытие позволяет жидкостям скользить по поверхности

Художники из Сиэтла рисуют тротуары с помощью дождя

Периодическая графика: Водоотталкивающая химия

Морщинистый тефлон создает супергидрофобную поверхность

 

 

 

Водостойкая гидрофобная жидкость с увлажняющим эффектом

гидрофобная жидкость в мире макияжа и косметики всегда играет ключевую роль в долговечности вашего макияжа, и это то, что эти очаровательные продукты на Alibaba.ком делать точно. Предлагая широкий ассортимент косметических продуктов оптимального качества, на сайте представлены одни из самых известных и надежных гидрофобных жидкостей . Эти продукты не предполагают использования каких-либо химических добавок, которые могут нанести вред вашему здоровью. Предлагаемые здесь гидрофобные жидкие продукты не вызывают аллергии и безопасны для кожи.

Если вы ищете высококачественную гидрофобную жидкость , которая может предложить вам лучшее соотношение цены и качества, обратите внимание на безупречные продукты, представленные здесь.Минералы, содержащиеся в этих продуктах, воздействуют непосредственно на вашу кожу и помогают ей сиять, а также помогают в лечении многих проблем с кожей. Гидрофобная жидкость помогает защитить кожу от внешних частиц пыли и других факторов, а также оказывает увлажняющее действие на кожу лица во время ношения. Великолепное качество гидрофобной жидкости также является водонепроницаемым и не смывается водой.

На Alibaba.com эти выдающиеся гидрофобные жидкости доступны в нескольких дополнительных вариантах, таких как индивидуальные цвета, качество и преимущества в зависимости от ваших конкретных требований.Эти продукты также обладают такими преимуществами, как борьба с морщинами, омолаживание, увлажнение, отбеливание, защита от солнца и многое другое на основе продуктов. Гидрофобная жидкость , доступная здесь, также доступна в премиальных золотых версиях, которые действуют примерно так же, как золотое средство для умывания лица. Эти гидрофобные жидкости помогают макияжу держаться дольше и придают больше блеска косметике.

На сайте Alibaba.com вы найдете множество разновидностей гидрофобной жидкости , которые идеально подходят для вашего бюджета и требований.Эти продукты сертифицированы и протестированы, в некоторых случаях также дерматологами для обеспечения стандартов безопасности. Приобретайте их у ведущих поставщиков гидрофобной жидкости и оптовых продавцов на сайте для интересных предложений.

Дизайн гидрофобных поверхностей для контроля капель жидкости

  • 1

    L. A. Girifalco, R. J. Good, J. Phys. хим. 61 , 904 (1957).

  • 2

    Т. Нишино, М. Мегуро, К. Накамаэ, М. Мацусита, Ю. Уэда, Ленгмюр 15 , 4321 (1999).

  • 3

    R. N. Wenzel, Ind. Eng Chem. 28 , 988 (1936).

  • 4

    ABD Cassie, S. Baxter, Trans. Фарадей Сок. 40 , 546 (1944).

    КАС Статья Google Scholar

  • 5

    Р. Э. Джонсон-младший, Р. Х. Деттре, Adv. хим. 43 , 112 (1963).

  • 6

    М. Мива, А. Накадзима, А. Фудзисима, К. Хашимото, Т.Ватанабе, Ленгмюр 16 , 5754 (2000).

    КАС Статья Google Scholar

  • 7

    Г. Макхейл, Н. Дж. Рубатклифф, М. И. Ньютон, Ленгмюр 20 , 10146 (2004).

    КАС Статья Google Scholar

  • 8

    Л. Гао, Т. Дж. Маккарти, Ленгмюр 23 , 3762 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 9

    З.Ёсимицу, А. Накадзима, Т. Ватанабэ, К. Хашимото, Ленгмюр 18 , 5818 (2002).

  • 10

    М. Сасаки, Н. Киеда, К. Катаяма, К. Такеда, А. Накадзима, J. Mater. науч. 39 , 3717 (2004).

  • 11

    Дж. Дрелич, Дж. Д. Миллер, А. Кумар, Г. М. Уайтсайдс, Colloid Surf. А 93 , 1 (1994).

  • 12

    Дж. Т. Вудворд, Х. Гвин, Д. К. Шварц, Ленгмюр 16 , 2957 (2000).

    КАС Статья Google Scholar

  • 13

    Н. А. Патанкар, Ленгмюр 19 , 1249 (2003).

  • 14

    А. Мармур, Ленгмюр 19 , 8343 (2003).

  • 15

    Дж. Лонг, М. Н. Хайдер, Р. Ю. М. Хуанг, П. Чен, Adv. Сб. Междунар. науч. 118 , 173 (2005).

  • 16

    М. Носоновский, Ленгмюр 23 , 9919 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • 17

    А. Мармур, Э. Биттун, Ленгмюр 25 , 1277 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 18

    А. Накадзима, К. Хашимото, Т. Ватанабэ, Монатш. хим. 132 , 31 (2001).

  • 19

    X. Фэн, Л. Цзян, Adv. Матер. 18 , 3063 (2006).

  • 20

    Р. Блосси, Природа Матер. 2 , 301 (2003).

  • 21

    М. Ма, Р. М. Хилл, Curr. мнение Коллоидный В. 11 , 193 (2006).

  • 22

    X. Фэн, Дж. Чжай, Л. Цзян, Angew. хим. Междунар. Редактировать. 44 , 5115 (2005).

  • 23

    М. Ли и др. , J. Phys. хим. В 107 , 9954 (2003).

  • 24

    А. Лафума, Д.Quéré, Природа Матер. 2 , 457 (2003).

    КАС Статья Google Scholar

  • 25

    М. Носоновский, Б. Бхушан, Нано Летт. 7 , 2633 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 26

    К. А. Вир, Т. Дж. Маккарти, Ленгмюр 22 , 2433 (2006).

    КАС Статья Google Scholar

  • 27

    С.Доррер, Дж. Рюэ, Ленгмюр 23 , 3820 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 28

    Бормашенко Е., Погреб Р., Уаймен Г., Эрлих М., Ленгмюр 23 , 6501 (2007).

  • 29

    Л. Барбьери, Э. Вагнер, П. Хоффманн, Ленгмюр 23 , 1723 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 30

    С.Ишино, К. Окумура, Д. Кере, Europhys. лат. 68 , 419 (2004)

    КАС Статья Google Scholar

  • 31

    Н. А. Патанкар, Ленгмюр 20 , 7097 (2004).

  • 32

    Дж. П. Янгблад, Т. Дж. Маккарти, Макромолекулы 32 , 6800 (1999).

    КАС Статья Google Scholar

  • 33

    Д.Öner, TJ McCarthy, Langmuir 16 , 7777 (2000).

    Артикул Google Scholar

  • 34

    Д. Ришар, Д. Кере, Europhys. лат. 48 , 286 (1999).

    КАС Статья Google Scholar

  • 35

    П. Туркин, М. Ле Меррер, Д. Кере, Ленгмюр 25 , 7214 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 36

    л.Цао, А. К. Джонс, В. К. Сикка, Дж. Ву, Д. Гао, Ленгмюр 25 , 12444 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 37

    М. Он и др. , Мягкая материя 6 , 2396 (2010).

  • 38

    G. McHale, S. Aqil, NJ Shirtcliffe, MI Newton, HY Erbil, Langmuir 21 , 11053 (2005).

  • 39

    X. Zhang et al., Хим. физ. хим. 7 , 2067 (2006).

  • 40

    Кулинич С.А., Фарзане М., Заявл. Серф. науч. 255 , 4056 (2009).

  • 41

    Д. Бартоло и др. , Еврофиз. лат. 74 , 299 (2006).

  • 42

    Р. Риобу, М. Вуэ, А. Вайан, Дж. Де Конинк, Ленгмюр 24 , 14074 (2008 г.).

  • 43

    П. Брюне, Ф. Лапьер, Ф.Зуэштиаг, В. Томи, А. Мерлен, Appl. физ. лат. 95 , 254102 (2009).

    Артикул Google Scholar

  • 44

    С. А. Кулинич, С. Фархади, К. Нос, X. В. Ду, Ленгмюр 27 , 25 (2011).

  • 45

    А. Накадзима и др. , Ленгмюр 16 , 7044 (2000).

  • 46

    А. Накадзима, К. Абэ, К. Хашимото, Т. Ватанабэ, Тонкие сплошные пленки 376 , 140 (2000).

    КАС Статья Google Scholar

  • 47

    C. G. L. Furmidge, J. Colloid Sci. 17 , 309 (1962).

  • 48

    E. B. Dussan v, J. Fluid Mech. , 151 , 1 (1985).

  • 49

    A. Carre, M.E.R. Shanahan, J. Adhesion 49 , 177 (1995).

  • 50

    Ю. Л. Чен, К. А. Хелм, Дж. Н. Исраэлахвили, Дж.физ. хим. 95 , 10736 (1991).

    КАС Статья Google Scholar

  • 51

    Н. Йошида и др. , Дж. Ам. хим. соц. 128 , 743 (2006).

  • 52

    Х. Мурасе, Т. Фудзибаяси, прог. Орг. Пальто. 31 , 97 (1997).

  • 53

    М. Киуру, Э. Алакоски, Матер. лат. 68 , 2213 (2004).

  • 54

    Дж.-В. Ха, И. Дж. Парк, С.-Б. Ли, Макромолекулы 38 , 736 (2005).

  • 55

    W. Wu, Q. Zhu, F. Qing, CC Han, Langmuir 25 , 17 (2009).

  • 56

    С. Судзуки и др. , Хим. лат. 37 , 58 (2008).

  • 57

    Э. Б. Дуссан против, Р. Т.-П. Чоу, J. Fluid Mech. 131 , 1 (1983).

  • 58

    P. A. Durbin, J. Fluid Mech. 197 , 157 (1988).

  • 59

    Писмен Л.М., Помо Ю., Phys. Жидкости 16 , 2604 (2004).

  • 60

    К. Хонда, М. Морита, Х. Оцука, А. Такахара, Макромолекулы 38 , 5699 (2005).

    КАС Статья Google Scholar

  • 61

    С. Гогте и др. , Физ. Жидкости 17 , 051701 (2005).

  • 62

    S. R. Hodges, O. E. Jensen, J. M. Rallison, J. Fluid Mech. 512 , 95 (2004).

  • 63

    М. Сакаи и др. , Ленгмюр 22 , 4906 (2006).

  • 64

    М. Сакаи и др. , Rev. Sci. Инструм. 78 , 045103 (2007).

  • 65

    JB Brzoska, F. Brochard-Wyart, F. Rondelez, Langmuir 9 , 2220 (1993).

  • 66

    В. Пратап, Н. Мумен, Р. С. Субраманиан, Ленгмюр 24 , 5185 (2008).

  • 67

    Х. Дж. Дж. Верхейен, М. В. Дж. Принс, Ленгмюр 15 , 6616 (1999).

    КАС Статья Google Scholar

  • 68

    Б. Какаде, Р. Мехта, А. Дурге, С. Кулкарни, В. Пиллаи, Nano Lett. 8 , 2693 (2008).

    КАС Статья Google Scholar

  • 69

    М.Г. Поллак, А. Д. Шендеров, Р. Б. Ярмарка, Лаб. Чип 2 , 96 (2002)

  • 70

    С. К. Чо, Х. Мун, К.-Дж. Ким, Дж. Микроэлектромех. С. 12 , 70 (2003).

  • 71

    В. Шринивасан, В. К. Памула, Р. Б. Фэйр, Анал. Чим. Акта 507 , 145 (2004).

  • 72

    Л. Донг, А. К. Агарвал, Д. Дж. Биби, Х. Цзян, Nature 442 , 551 (2006).

  • 73

    В.Hessel, H. Löwe, F. Schönfeld, Chem. англ. науч. 60 , 2479 (2005).

  • 74

    Ф. Мугеле, Ж.-К. Baret, J. Phys.-Condens. Мат. 17 , R705 (2005)

  • 75

    Ж.-Х. Chang, D.Y. Choi, S. Han, JJ Pak, Microfluid. Наножидкость. 8 , 269 (2010).

  • 76

    К. Г. Куни, К.-Й. Чен, М. Р. Эмерлинг, А. Надим, Дж. Д. Стерлинг, Microfluid. Наножидкость. 2 , 435 (2006).

  • 77

    В. Бахадур, С. В. Гаримелла, Ленгмюр 24 , 8338 (2008).

  • 78

    Ф. Лапьер, В. Томи, Ленгмюр 25 , 6551 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 79

    Ю. Ван, Б. Бхушан, Ленгмюр 26 , 4013 (2010).

  • 80

    К. Такеда, А. Накадзима, К. Хасимото, Т. Ватанабэ, Jpn J.заявл. физ. 41 , 287 (2002).

  • 81

    M. Gunji, M. Washizu, J. Phys. D 38 , 2417 (2005).

  • 82

    С. Хун, С. Гао, Л. Цзян, Дж. Ам. хим. соц. 129 , 1478 (2007).

  • 83

    К. Ичимура, С.-К. О, М. Накагава, Science 288 , 1624 (2000).

  • 84

    А. Хасимото и др. , Дж. Прибой. Заканчивать. соц. Япония. 59 , 907 (2008).

  • 85

    Л. Донг, А. Чаудхури, М. К. Чаудхури, Eur. физ. J. E 21 , 231 (2006).

  • 86

    M.K. Chaudury, G.M. Whitesides, Science 256 , 1539 (1992).

  • 87

    Дж. Чжан, Ю. Хань, Ленгмюр 23 , 6136 (2007).

  • 88

    Г. Фанг, В. Ли, С. Ван, Г. Цяо, Ленгмюр 24 , 11651 (2008).

  • 89

    Ж.-Т. Ян, Дж. К. Чен, К.-Дж. Huang, JA Yeh, J. Microelectromech. С. 15 , 697 (2006).

  • 90

    Ю. Ито и др. , Ленгмюр 23 , 1845 (2007).

  • 91

    А. Шастри, М. Дж. Кейс, К. Ф. Берингер, Ленгмюр 22 , 6161 (2006).

    КАС Статья Google Scholar

  • 92

    М.Морита, Т. Кога, Х. Оцука, А. Такахара, Ленгмюр 21 , 911 (2005).

  • 93

    С. Судзуки и др. , Заяв. Серф. науч. 254 , 1797 (2008).

  • 94

    Q. F. Xu, J. N. Wang, I. H. Smith, K. D. Sanderson, Appl. физ. лат. 93 , 233112 (2008).

  • 95

    A.D. Sommers, A.M. Jacobi, J. Micromech. Микроангл. 16 , 1571 (2006).

    КАС Статья Google Scholar

  • 96

    М.Сакаи и др. , Ленгмюр 26 , 1493 (2010).

  • Полностью органические супергидрофобные покрытия с механохимической устойчивостью и устойчивостью к проникновению жидкости

  • 1.

    Feng, X.J. & Jiang, L. Дизайн и создание суперсмачивающих/антисмачиваемых поверхностей. Доп. Матер. 18 , 3063–3078 (2006).

    Артикул Google Scholar

  • 2.

    Чжэн Ю., Гао С.и Цзян, Л. Направленная адгезия супергидрофобных крыльев бабочки. Soft Matter 3 , 178–182 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • 3.

    Блосси, Р. Самоочищающиеся поверхности — виртуальные реальности. Нац. Матер. 2 , 301–306 (2003).

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Юнг С., Тивари М.К., Доан Н.В.и Пуликакос Д. Механизм замерзания переохлажденных капель на поверхностях. Нац. коммун. 3 , 615 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Genzer, J. & Efimenko, K. Последние разработки в области супергидрофобных поверхностей и их значение для морского обрастания: обзор. Биообрастание 22 , 339–360 (2006).

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Коттин-Бизонн, К., Баррат, Дж. Л., Боке, Л. и Шарле, Э. Потоки жидкости с низким коэффициентом трения на границах раздела с наноструктурой. Нац. Матер. 2 , 237–240 (2003).

    Артикул Google Scholar

  • 7.

    Сюэ, З. и др. Новая супергидрофильная и подводная суперолеофобная сетка с гидрогелевым покрытием для разделения масла и воды. Доп. Матер. 23, 4270–4273 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Дарманин Т., Таффин де Живанши Э., Амигони С. и Гиттард Ф. Супергидрофобные поверхности с помощью электрохимических процессов. Доп. Матер. 25 , 1378–1394 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • 9.

    Tesler, A.B. et al. Чрезвычайно прочные, устойчивые к биообрастанию металлические поверхности на основе гальванопокрытий нанопористых вольфрамовых пленок на стали. Нац. коммун. 6 , 8649 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 10.

    Mates, J.E., Bayer, I.S., Palumbo, J.M., Carroll, P.J. & Megaridis, C.M. Чрезвычайно эластичные и проводящие водоотталкивающие покрытия для недорогой сверхгибкой электроники. Нац. коммун. 6 , 8874 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 11.

    Ян, Х. и др. Лист лотоса вдохновил прочное супергидрофобное покрытие из клубничных частиц Януса. NPG Азия Матер. 7 , e176 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    Lu, Y. et al. Надежные самоочищающиеся поверхности, функционирующие при контакте с воздухом или маслом. Наука 347 , 1132–1135 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Стил А., Байер И. и Лот Э. Адгезионная прочность и супергидрофобность нанокомпозитных покрытий полиуретан/органоглина. J. Appl. Полим. науч. 125 , E445–E452 (2012 г.).

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Денг X., Маммен Л., Батт Х.-Дж. & Фоллмер, Д. Свечная сажа как шаблон для прозрачного прочного суперамфифобного покрытия. Наука 335 , 5 (2012).

    Google Scholar

  • 15.

    Азими Г., Диман Р., Квон Х.М., Паксон А.Т. и Варанаси К.К. Гидрофобность керамики на основе оксидов редкоземельных элементов. Нац. Матер. 12 , 315–320 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    Feng, L. et al. Супергидрофобность наноструктурированных углеродных пленок в широком диапазоне значений рН. Анжю. хим. Междунар. Эд. 115 , 4217–4220 (2003 г.).

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Ван, К.-Ф. и другие. Стабильные супергидрофобные полибензоксазиновые поверхности в широком диапазоне рН. Ленгмюр 22 , 8289–8292 (2006).

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Lafuma, A. & Quere, D. Супергидрофобные состояния. Нац. Матер. 2 , 457–460 (2003).

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Тивари М.К., Байер И.С., Юрсич, Г.М., Шуциус, Т.М. и Мегаридис, К.М. Обладающие высокой водоотталкивающей способностью наноструктурированные композитные покрытия поли(винилиденфторид)/поли(этил-2-цианоакрилат) с большой площадью поверхности: эффекты наполнителя частиц. Приложение ACS Матер. Интер. 2 , 1114–1119 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Neinhuis, C., Koch, K. & Barthlott, W. Движение и регенерация эпикутикулярных восков через кутикулы растений. Planta 213 , 427–434 (2001).

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Li, Y., Li, L. & Sun, J. Q. Биоинспирированные самовосстанавливающиеся супергидрофобные покрытия. Анжю. хим. Междунар. Эд. 49 , 6129–6133 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    Ан, Б.К., Ли, Д.В., Исраэлахвили, Дж.Н. и Уэйт, Дж.Х. Самовосстановление полимеров, инициированное поверхностью в водной среде. Нац. Матер. 13 , 867–872 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Астана А., Майтра Т., Бухель Р., Тивари М. К. и Пуликакос Д. Многофункциональные супергидрофобные полимер/углеродные нанокомпозиты: графен, углеродные нанотрубки или сажа? Приложение ACS Матер. Интер. 6 , 8859–8867 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Das, I. & De, G. Супергидрофобные покрытия на основе диоксида циркония на хлопчатобумажных тканях, демонстрирующие превосходную долговечность для универсального использования. Науч. Респ. 5 , 18503 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    Берд Дж. К., Дхиман Р., Квон Х. М. и Варанаси К. К. Сокращение времени контакта с отскакивающей каплей. Природа 503 , 385–388 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    Лю, Ю. Х. и др. Блин подпрыгивает на супергидрофобных поверхностях. Нац. физ. 10 , 515–519 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    Richard, D., Clanet, C. & Quere, D. Поверхностные явления: время контакта отскакивающей капли. Природа 417 , 811–811 (2002).

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    Цай, П.К., ван дер Вин, Р.К.А., ван де Раа, М. и Лозе, Д. Как микрорельеф и давление воздуха влияют на разбрызгивание на поверхностях. Ленгмюр 26 , 16090–16095 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Maitra, T. et al. О наноинженерии супергидрофобных и устойчивых к прокалыванию текстур поверхности ниже температуры замерзания. Нано Летт. 14 , 172–182 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Эллинас, К., Чаципетру, М., Зергиоти, И., Церепи, А. и Гоголидес, Э. Суперамфифобные полимерные поверхности, выдерживающие сверхвысокие ударные давления водных смесей с высоким и низким поверхностным натяжением. перенос капель. Доп. Матер. 27 , 2231–2235 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 31.

    Maitra, T. et al. Супергидрофобность против прилипания к льду: затруднительное положение прочной ледофобной конструкции поверхности. Доп. Матер. Интер. 2 , 330–330 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    Wong, T. S. et al. Биоинспирированные самовосстанавливающиеся скользкие поверхности с устойчивой к давлению омнифобностью. Природа 477 , 443–447 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 33.

    Smith, J.D. et al. Подвижность капель на пропитанных смазкой поверхностях. Мягкая материя 9 , 1772–1780 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • Супергидрофобные природные материалы | Артикул

    Химики ищут альтернативы фторорганическим соединениям для антипригарных покрытий. Тефлон, политетрафторэтилен, покрывает наши сковороды с 1940-х годов. Но с увеличением количества свидетельств устойчивости, биоаккумуляции и токсичности фторорганических соединений в окружающей среде начинается поиск новых антипригарных решений.Одним из мест, куда химики с завистью смотрят, является сама природа. Поверхность многих растений и животных отталкивает воду, а в некоторых случаях даже масло. Но химия этих поверхностей — не единственная хитрость природы — огромную роль играет сложное наноструктурирование. Использование этих конструкций теперь помогает химикам производить антипригарные покрытия нового поколения.

    Смачиваемость поверхности измеряется углом контакта капли жидкости с поверхностью. По сути, это измеряет, какая часть капли находится в контакте с поверхностью — чем больше угол, тем меньше контакт с поверхностью.В случае воды, когда этот угол превышает 150°, поверхность считается супергидрофобной и очень трудно смачиваемой.

    Существует огромное количество веществ, которые можно использовать

    Биолог Вильгельм Бартлотт из Боннского университета в Германии за последние 30 лет совершил один из крупных прорывов в понимании супергидрофобности в биологии. Он предполагает, что супергидрофобность должна была развиться 450 миллионов лет назад, когда жизнь вышла на сушу и начала дышать посредством газообмена.«Мы изучили около 24 000 различных видов растений и животных, и многие из них являются супергидрофобными или, по крайней мере, имеют супергидрофобные части», — говорит он.

    Многие выдавливают кристаллический восковой слой. Бартлотт говорит, что обычно это сложные смеси длинноцепочечных углеводородов (20–30 атомов углерода), которые могут быть алканами, кетонами, альдегидами, спиртами, жирными кислотами и сложными эфирами. 1 Но не только химия снижает смачиваемость. «Существует огромное количество веществ, которые можно использовать, но они никогда не достигнут качества тефлонового покрытия», — объясняет Бартлотт.«Секрет жизни заключался в том, чтобы изобрести сложную, очень изощренную иерархическую структуру поверхности.» Поверхности образуют кристаллические структуры, такие как трубочки, пластинки или нити, но они покрывают другой текстурированный слой клеток или волосков, создавая два или три наложенных друг на друга уровня. «иерархическая скульптура» на микро- и нано-уровне. «Единственное, что запрещено, — это плоскость!» — говорит Бартлотт.

    Липкий или скользкий

    Функция шероховатой иерархической поверхности заключается в создании воздушных карманов.Капля воды находится поверх захваченного воздуха, и это резко уменьшает контакт между твердым телом и жидкостью, позволяя каплям образовывать почти идеальные сферы, которые легко скатываются. Одним из самых известных примеров такого поведения является лист лотоса, чья самоочищающаяся поверхность имеет краевой угол, приближающийся к 180°. Сканирующая зондовая микроскопия показывает, что листья покрыты бугорками размером 1–5 мкм, называемыми сосочками, под восковым кристаллическим верхним слоем. Это означает, что капли дождя будут скатываться вместе с любой поверхностной грязью.

    Другой пример из биологии – лепесток розы. Его поверхность также гидрофобна, но ведет себя совсем по-другому. «Когда вы кладете каплю воды на лепесток розы, вы, должно быть, замечаете, что вода прилипает к поверхности, а не падает. Это липкая гидрофобность», — объясняет Айяппанпиллай Аджаягош, химик из Национального института междисциплинарных наук и технологий (NIIST) в Тируванантапураме, Индия. Аджаягош пытался имитировать поверхности листа лотоса и лепестка розы.

    Как и лист лотоса, лепесток розы имеет гидрофобный слой воска, покрывающий иерархически текстурированную поверхность, образованную наноскладками кутикулы и сосочками конической формы. Но разница заключается в размере этих структур — 16 мкм в диаметре по сравнению с 11 мкм у листа лотоса. Это означает, что вода способна проникать в структурированную поверхность, создавая большую поверхность раздела твердое тело-жидкость и, следовательно, липкость. Закрепление известно как состояние Вензеля, тогда как капли, скатывающиеся с листа лотоса, находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, названном в честь ученых, которые определили эти различные явления смачивания.

    Так можно ли воспроизвести эти состояния химически? Аджаягош начал с глинозема — материала, который по своей природе гидрофильный. 2 Его команда работала над ковалентно-органическими каркасами, классом кристаллических пористых полимеров, и поняла, что эти материалы могут самособираться в гидрофобные покрытия. Они покрыли поверхность оксида алюминия лигандом на основе азобензола (AzPBA), а затем покрыли ее ароматическим бис-альдегидом (BA) с двумя алкокси-цепями, что приблизило эффект воскового покрытия.Контактный угол достиг почти супергидрофобных 145°, а поверхность демонстрировала «липкое» поведение, похожее на лепесток розы.

    Затем

    Ajayagosh обработал поверхность, покрытую AzPBA, ионами цинка перед нанесением слоя BA. Контактный угол новой поверхности увеличился до 165°, и поверхность стала скользкой, как лист лотоса. «Когда вы [добавляете] ионы цинка, он образует на поверхности [координационный] полимер — своего рода сеть, в которой есть [новая] наноархитектура», — говорит Аджаягош. Ионы цинка присоединяются к группам карбоновой кислоты AzPBA, и новая поверхность имеет пальцевидные выступы размером 1 мкм и шириной 200 нм.Этого достаточно, чтобы задержать воздух под каплей воды, размещенной на поверхности. Аджаягош говорит, что работа показала, что вполне возможно химически имитировать супергидрофобные состояния, встречающиеся в природе, путем создания различной морфологии поверхности. «Мы не используем никакой фторированной химии — это очень простая химия», — добавляет он.

    Всемогущий ногохвост

    В то время как природа может относительно легко освоить супергидрофобную поверхность, гораздо сложнее создать суперолеофобные поверхности, которые также могут противостоять маслам, и суперомнифобные поверхности, которые противостоят любым жидкостям.Химики обычно прибегают к фторсодержащим полимерам, но у природы нет такой возможности. Тем не менее, в природе есть несколько примеров омнифобных поверхностей, таких как коллембола или ногохвостка — небольшое бескрылое насекомое, обитающее в почве. «Животное подвергается воздействию сильно загрязненной [воды] поверхностно-активными веществами, поэтому она имеет низкое поверхностное натяжение и смачивает поверхность намного легче, чем [чистая] вода», — объясняет Карстен Вернер из Центра биоматериалов Макса Бергмана в Дрездене. , Германия.«На кожу действует трение частиц и механическая сила, поэтому было разработано решение, которое является гораздо более захватывающим шаблоном для копирования».

    Поверхность ногохвостка имеет строго упорядоченные ромбовидные или шестиугольные сотообразные узоры, состоящие из трех различных иерархических слоев. 3 Полученная структура образует нанополости (0,3–1 мкм), покрывающие все тело, но на поперечном сечении имеются характерные грибовидные выступы. «Эта особая структура поперечного сечения удерживает наноразмерные пузырьки воздуха в структуре, и это удержание газа предотвращает смачивание даже неполярных жидкостей», — говорит Вернер.

    «Мы смогли создать структуры, которые действительно точно воспроизводят наноморфологию кожи, однако, конечно, ограничены довольно маленькими образцами», — говорит Вернер. Их копии были изготовлены путем прямого слепка кожи насекомых с использованием диакрилата полиэтиленгликоля. Они сделали две версии — одна с точным воспроизведением поверхности, другая без наноструктурных элементов. Они обнаружили, что необычные выступающие наноструктуры были ключом к созданию суперомнифобной поверхности — образцы, изготовленные без нее, имели краевые углы, близкие к нулю, а те, у которых — до 150°. 4

    «Омнифобные свойства, которые мы наблюдали у этих животных, зависят только от наноморфологии поверхности, а не от химического состава материалов, которые мы используем — мы продемонстрировали, что можно достичь этого эффекта в совершенно разных типах материалов», — говорит Вернер. . Выступы, по-видимому, создают энергетический барьер, который не может быть преодолен даже жидкой фазой с низким поверхностным натяжением, такой как гексадекан (которая могла смачивать образец тефлона).

    Werner стремится использовать эти поверхности в качестве антибактериальных покрытий, например, для защиты хирургических инструментов.«Морфология, которую мы заимствовали у ногохвостка, сама по себе весьма эффективна, и сейчас мы работаем над объединением этих структурированных поверхностей с покрытиями, содержащими антисептики». или керамика. В 2018 году команда из Южной Кореи объединила нанолитографию и метод образования складок, при котором части полимерной поверхности сжимались, чтобы изготовить искусственную поверхность ногохвостка с высокой репеллентностью, способную выдерживать экстремальные нагрузки.Они пришли к выводу, что их сфабрикованная система превосходит саму кожу насекомого.

    Подводный

    Во многих случаях природа использовала супергидрофобность, чтобы позволить растениям и насекомым выживать под водой в течение длительных периодов времени. Одним из примеров является Salvinia molesta , чрезвычайно инвазивный папоротник, который может выживать под водой в течение нескольких недель, продолжая фотосинтез. «У него самая сложная поверхность, которую мы знаем у растений», — говорит Бартлотт. «Ни один ученый-материаловед в своем самом странном кошмаре не догадался бы о таком решении!» Его водоотталкивающая поверхность удерживает защитный воздушный слой через множество волосков в форме метелки (называемых трихомами), которые составляют поверхность.Кончики венчиков химически различны, они гидрофильны, и это прочно прикрепляет слой воды к поверхности с воздухом, находящимся под ним. Эффект закрепления удерживает воздушный слой размером до 3,5 мм под отрицательным давлением в небольших отдельных карманах.

    Бартлотт и его коллеги из Университета Ростока в Германии изучают, как можно использовать синтетическую версию для покрытия корпуса корабля для уменьшения лобового сопротивления. Учитывая, что на судоходство приходится примерно 3% глобальных выбросов парниковых газов (1 миллиард тонн углекислого газа в год), сокращение выбросов может иметь значительные последствия.Barthlott не готова сообщить подробности своего нового материала, но другие начали создавать поверхности с аналогичным дизайном. Группа итальянских инженеров недавно использовала 3D-лазерную литографию и гидрофильный фоторезист на основе эпоксидной смолы для формирования массива волосков размером 7 мкм, имитирующих лист S. molesta . 5

    Воздействие такого покрытия на подводное сопротивление можно было бы максимально увеличить, объединив его с такими технологиями, как система воздушной смазки Mitsubishi, запатентованная в 2010 году.Здесь сжатый воздух образует микропузырьки. «Если у вас есть супергидрофобная поверхность, она будет притягивать [эти] пузырьки воздуха, как магнит, и удерживать их, так что это может быть идеальной комбинацией», — говорит Бартлотт. Он считает, что их нынешний прототип покрытия может снизить лобовое сопротивление до 30%.

    Химический пластрон для отделения масла

    Воздухозаборные поверхности также распространены у водных насекомых. Ряд крошечных волосков или бугорков, известных как щетинки или микротрихии, улавливают тонкий слой воздуха, который позволяет насекомому дышать под водой, по сути, действуя как внешние жабры.Эта особенность известна как пластрон. «В Техасе целые колонии огненных муравьев объединяются и образуют эти плавучие плоты с пластронами, удерживающими [воздух] между ними [для повышения их плавучести]», — говорит химик Сарбаджит Банерджи из Техасского университета A&M в США. Он воспроизвел этот принцип для создания суперомнифобных поверхностей.

    Отталкивающее масло всегда тверже воды, объясняет Банерджи. «Все, что удерживает молекулы нефти вместе, — это лондонские дисперсионные силы, поэтому склонность нефтяных капель к растеканию гораздо выше.Встречающиеся в природе углеводородные воски обычно легко смачиваются маслами.

    Чтобы спроектировать сверхомнифобную поверхность со свойствами пластрона, Банерджи обратился к нанотетраподам из оксида цинка, нанесенным распылением на нержавеющую сталь. Эти четырехногие нанокристаллы образуются при быстром окислении цинковой фольги на воздухе. — Как ни ставь, а одна-две ноги на тебя надвигаются; вы не можете сформировать что-то плоское», — говорит Банерджи. Нанотетраподы прикрепляются к поверхности стали с помощью тетраэтилортосиликата, который создает связь из диоксида кремния.«Сеть четвероногих застряла там, и когда мы погружаем [поверхность] в воду, вы видите это мерцание, соответствующее пузырькам воздуха, которые оказались в ловушке», — объясняет он.

    Но чтобы воспроизвести суперолефобную поверхность, Банерджи также функционализировал поверхность перфтороктановой фосфоновой кислотой (C 8 H 6 F 13 O 3 P). 6 Неполярный фторсодержащий монослой обеспечивает еще более низкую поверхностную энергию. «По сути, у нас есть выступающие связи C–F, взаимодействующие с молекулами воды или масла, что дает нам олеофобность, а также гидрофобность, обусловленную как химическим составом, так и текстурой», — объясняет он.«Грубость усиливает внутреннюю химию».

    Суперолеофобность этих материалов делает их идеальными для покрытия оборудования для хранения и транспортировки нефти, но Банерджи особенно заинтересован в их использовании для отделения вязких масел от воды. В настоящее время большие объемы сырой нефти извлекаются из пластов с помощью закачиваемого пара, но разделение полученной эмульсии затруднено и требует материалов, способных работать при температуре выше 130°C.

    Компания Banerjee создала совершенно новый процесс фильтрации на основе сетки из нержавеющей стали, покрытой нанотетраподами оксида цинка.«Сам по себе он довольно гидрофобный из-за слоя воздуха [на поверхности], но он также и олеофильный», — объясняет он. Сетчатая мембрана образует взаимосвязанную пористую пластронную сеть, пропускающую масло. Но он удерживает капли воды во взвешенном состоянии над воздушными карманами, образованными между выступающими нанотетраподами. Капли воды находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, в отличие от капель масла, которые находятся в режиме Вензеля и проникают через сетку. Фильтр может снизить содержание воды в вязком масле до нуля.69% по объему. 7

    Скользкий подход

    Еще один инновационный подход к омнифобным поверхностям, который не зависит от воздушного кармана, был разработан в лаборатории Джоанны Айзенберг в Гарвардском университете в Массачусетсе, США, и также вдохновлен природой. Насекомоядное растение-кувшин захватывает свою добычу, используя скользкую, смазанную водой поверхность, которая отталкивает масла, содержащиеся на ногах насекомых. Сама смазка удерживается на месте неровной микротекстурированной поверхностью.

    Будучи постдоком в группе Айзенберга, Так-Синг Вонг, ныне доцент Пенсильванского государственного университета в США, разработал поверхности, основанные на принципе растения-кувшина, называемые скользкими пропитанными жидкостью пористыми поверхностями (Slips).«Вы начинаете с текстурированной или пористой поверхности, похожей на губку, а затем мы наносим смазочную жидкость, которая имеет сильное химическое сродство к основной текстурированной [поверхности], и с этой комбинацией Slips может отталкивать все, что не смешивается со смазкой». он говорит. «Если вы хотите отталкивать жидкость на масляной основе, вы можете разработать смазку либо на водной основе, либо использовать перфторированную жидкость, которая не смешивается с водной и масляной фазами. Основываясь на этих проектных критериях, вы можете исследовать все виды жидкостей в качестве смазочных материалов.

    Смазка, обычно глубиной от 100 нм до нескольких микрометров, удерживается на месте за счет капиллярных сил, но она должна иметь высокое химическое сродство к основному материалу, иначе жидкость, которую вы хотите оттолкнуть, вытеснит ее. «В принципе, вы можете использовать любой материал, если найдете способ текстурировать его», — говорит Вонг. Он использовал пористые эпоксидные смолы диаметром 300 нм и нанопорами высотой 5 мкм. 8

    Вонг исследовал, как смазанные поверхности могут быть полезны для сбора воды в тех частях мира, где ощущается нехватка воды.Он обнаружил, что гидрофобные шлипсы не обеспечивают наиболее эффективного способа сбора водяного пара или тумана, поскольку ограничивают зародышеобразование капель воды. И простое использование иерархической текстурированной поверхности привело к тому, что капли были закреплены, как с лепестком розы, а не скатывались для сбора. 9

    Вместо этого он и его команда придумали решение, вдохновленное растениями-кувшинами и рисовыми растениями, которые они назвали скользкой шероховатой поверхностью (SRS). Чтобы предотвратить скопление воды, листья риса имеют иерархическую поверхность с определенными бороздками, образующими гофрированную структуру, которая заставляет капли воды скатываться в направлении, перпендикулярном этим бороздкам.Вонг и его команда создали кремниевые пластины с такой структурой. Поверхность с канавками сама по себе была модифицирована второй иерархической текстурой и покрыта силанами для повышения химического сродства со смазкой. Только эта самая внутренняя структура покрыта масляной смазкой на основе гидрофильного силикона размером 1 мкм.

    «Теперь он может не только притягивать водяной пар или капли воды из воздуха, но, как только вода соприкасается с поверхностью, она может легко соскальзывать», — объясняет Вонг. Набор конкурирующих эффектов способствует тому, что поверхность отталкивает жидкости независимо от того, как они ее смачивают.Гидрофильная смазка помогает каплям воды зарождаться, а гребни рисовых листьев позволяют каплям скатываться. Вонг говорит, что текущий лабораторный тест показал, что система может собирать примерно 500 мг воды на см 2 в час: «почти в 10 раз больше воды, чем обычный материал для сбора тумана», добавляет он.

    Природа вдохновила на создание разнообразных решений для создания супергидрофобных, а в некоторых случаях и суперолеофобных поверхностей из различных материалов. Эти решения исходят из сложных поверхностных структур в дополнение к химическому составу поверхности.Но достаточно ли этого, чтобы заменить фторированные полимеры, которые мы используем в настоящее время? Сетка Banerjee с покрытием из оксида цинка по-прежнему использует внешний фторированный слой для создания сверхомнифобного поведения. «Я не видел ничего, что работало бы так же хорошо, — признается он. «Мы действительно избегали использования [объемных] фторполимеров, вместо этого использовали по существу монослои». Вернер считает, что в будущем правильная наноморфология может заменить фторированные полимеры для создания более экологически чистых защитных поверхностей. Его синтетическая кожа ногохвостка способна превзойти такие поверхности.«На самом деле они отталкивают неполярные жидкости и сильно загрязненные водные растворы с очень низким поверхностным натяжением».

    Но, наверное, еще не время совсем забывать о химии при разработке материалов. Далее, исследуя кожу ногохвостка, Вернер говорит, что структурированная кожа — это еще не все. «Оказывается, это, возможно, только первая линия защиты организмов от биоадгезии», — объясняет он. Химия поверхности и биология также играют роль. Богатый липидами внешний слой содержит органические соединения, которые, как известно, обеспечивают антибактериальные свойства за счет минимизации адгезии белков. 10 «У этого также есть что предложить нам для приложений биомимикрии», — предлагает Вернер.

    Очевидно, нам еще есть чему поучиться у природы. «Я думаю, что мы просто взламываем поверхность», — соглашается Банерджи.

    Рэйчел Бразил, научный писатель из Лондона, Великобритания

    Новый подход к водоотталкивающим поверхностям | Новости Массачусетского технологического института

    «Омнифобия» может звучать как способ описать кого-то, кто всего боится, но на самом деле это относится к особому типу поверхности, которая отталкивает практически любую жидкость.Такие поверхности потенциально можно использовать во всем: от корпусов кораблей, которые уменьшают лобовое сопротивление и повышают эффективность, до покрытий, устойчивых к пятнам и защищающих от вредных химических веществ. Но омнифобные поверхности, разработанные до сих пор, страдают от серьезной проблемы: конденсация может быстро вывести из строя их свойства выделения жидкости.

    Теперь исследователи из Массачусетского технологического института нашли способ преодолеть этот эффект, создав дизайн поверхности, который значительно снижает эффект конденсации, хотя и с небольшим снижением производительности.Новые результаты описаны в журнале ACS Nano , в статье аспиранта Кайла Уилке, профессора машиностроения и заведующей кафедрой Эвелин Ван и еще двух человек.

    Для создания поверхности, которая может сбрасывать практически все жидкости, требуется точная текстура, которая создает множество микроскопических воздушных карманов, разделенных столбиками или гребнями. Эти воздушные карманы удерживают большую часть жидкости от прямого контакта с поверхностью, предотвращая ее «смачивание» или растекание по всей поверхности.Вместо этого жидкость превращается в капли.

    «Многие жидкости идеально смачиваются, то есть полностью растекаются, — говорит Уилке. К ним относятся многие хладагенты, используемые в кондиционерах и холодильниках, углеводороды, используемые в качестве топлива и смазочных материалов, и многие спирты. «Их очень трудно отразить. Единственный способ сделать это — использовать очень специфическую геометрию поверхности, которую не так просто сделать», — добавляет он.

    Различные группы работают над методами изготовления, говорит он, но характеристики поверхности измеряются в десятках микрон (миллионных долях метра) или меньше, «это может усложнить изготовление и сделать поверхности довольно хрупкими.

    При повреждении таких поверхностей — например, если один из крошечных столбов погнулся или сломался — он может сорвать весь процесс. «Один локальный дефект может разрушить способность всей поверхности отталкивать жидкости», — говорит он. И конденсат, например роса, образующаяся из-за разницы температур воздуха и поверхности, действует точно так же, разрушая омнифобность.

    «Мы подумали: как мы можем потерять часть отталкивающих свойств, но сделать поверхность устойчивой» как к повреждениям, так и к росе, — говорит Уилке.«Мы хотели создать структуру, которую не разрушил бы один дефект». После долгих расчетов и экспериментов они нашли геометрию, которая отвечает этой цели, отчасти благодаря микроскопическим воздушным карманам, которые скорее разъединены, чем соединены на поверхностях, что делает распространение между карманами гораздо менее вероятным.

    Элементы должны быть очень маленькими, объясняет он, потому что когда образуются капли, они изначально имеют размер нанометров или миллиардных долей метра, а расстояние между этими растущими каплями может быть меньше микрометра.

    Ключевая архитектура, разработанная командой, основана на выступах, профили которых напоминают букву T или, в некоторых случаях, букву T с засечками (крошечные крючки на концах штрихов букв в некоторых гарнитурах). Как сама форма, так и расстояние между этими гребнями важны для достижения устойчивости поверхности к повреждениям и конденсации. Формы предназначены для использования поверхностного натяжения жидкости, чтобы предотвратить ее проникновение в крошечные поверхностные карманы воздуха, а способ соединения гребней предотвращает распространение любого локального проникновения поверхностных полостей на другие поблизости — как подтвердила команда в лабораторные тесты.

    Выступы изготавливаются в многоступенчатом процессе с использованием стандартных систем производства микрочипов, сначала протравливаются промежутки между гребнями, затем покрывают края столбиков, затем вытравливают эти покрытия, чтобы создать углубления на сторонах гребней, оставляя грибовидную форму. — как нависание вверху.

    Из-за ограничений современной технологии, говорит Уилке, омнифобные поверхности сегодня редко используются, но повышение их долговечности и устойчивости к конденсации может открыть множество новых применений.Однако система потребует дальнейшей доработки, помимо этого первоначального доказательства концепции. Потенциально его можно использовать для изготовления самоочищающихся поверхностей и повышения устойчивости к обледенению, для повышения эффективности теплообмена в промышленных процессах, включая производство электроэнергии, и для уменьшения сопротивления таких поверхностей, как корпуса кораблей.

    Такие поверхности также могут обеспечивать защиту от коррозии, уменьшая контакт между поверхностью материала и любыми агрессивными жидкостями, воздействию которых он может подвергаться, говорят исследователи.И поскольку новый метод предлагает способ точного проектирования архитектуры поверхности, Уилке говорит, что его можно использовать для «настройки того, как поверхность взаимодействует с жидкостями, например, для адаптации теплопередачи для управления температурой в высокопроизводительных устройствах».

    Чанг-Джин Ким, профессор механики и аэрокосмической техники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, не участвовавший в этой работе, говорит: «Одним из наиболее существенных ограничений омнифобных поверхностей является то, что, хотя такая поверхность имеет превосходная водоотталкивающая способность, вся поверхность смачивается, как только жидкость попадает в пустоты текстурированной поверхности в некоторых местах.Этот новый подход устраняет именно это ограничение».

    Ким добавляет: «Мне нравится, что их основная идея была основана на фундаментальной науке, а их целью было решить ключевую проблему из реальной жизни. Проблема, которую они затронули, является важной, но очень сложной». И, по его словам, «такой подход потенциально может сделать некоторые из омнифобных поверхностей полезными и практичными для некоторых важных приложений».

    В исследовательскую группу также входили бывшие аспиранты Дэниел Престон и Чжэнмао Лу.Работа поддерживалась соглашением о сотрудничестве между Массачусетским технологическим институтом и Масдарским институтом науки и технологий в Абу-Даби (ныне Университет Халифа), Национальной нефтяной компанией Абу-Даби, Управлением военно-морских исследований, Управлением научных исследований ВВС и Национальный научный фонд.

    Стратегии разделения гидрофобных и гидрофильных ионных жидкостей в поддержку непрерывного фармацевтического производства

    Использование резко отличающихся растворяющих свойств гидрофильных ионных жидкостей (ИЖ) в сухом состоянии по сравнению с . во влажном состоянии обеспечивает уникальные стратегии разделения по сравнению с использованием гидрофобных ионных жидкостей. Это продемонстрировано здесь путем сравнения разделения нерастворимого в воде промежуточного амида алискирена от его реагентов, нерастворимого в воде лактона, водорастворимого 3-амино-2,2-диметилпропанамида и водорастворимого промотора 2-этилгексановой кислоты с использованием гидрофобного ионная жидкость бис(трифторметилсульфонил)имид 1-этил-3-метилимидазолия ([C 2 mim][NTf 2 ]) и гидрофильная ионная жидкость ацетат 1-этил-3-метилимидазолия ([C 9143

    ]) 2 мимов[OAc]).Как растворимый в воде [C 2 mim][OAc], когда он сухой, так и нерастворимый в воде [C 2 mim][NTf 2 ] могут одновременно растворять высокогидрофобные и гидрофильные соединения, но для двух IL требуются разные стратегии разделения смесей этих соединений. С помощью гидрофобных [C 2 mim][NTf 2 ] гидрофобные соединения можно отделить от гидрофильных реагентов экстракцией и осаждением водой, однако гидрофобные ИЖ труднее полностью удалить после разлуки.В [C 2 mim][OAc] наиболее гидрофобный исходный материал можно экстрагировать из фазы ИЖ в этилацетат, а затем можно добавить воду для осаждения гидрофобного амидного продукта, одновременно удаляя ИЖ от фармпрепаратов.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова? .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *