NON-STICK COATING: Het meest gladde materiaal ooit
Anti-aanbak laag: Het meest gladde materiaal ooit
Een waterdruppel rolt sneller uit deze laag dan uit welke andere laag dan ook. Dit werkt dankzij een verbazingwekkend effect.
© hatman12 / iStock (detail)
Restanten van bananenschillen kunnen voor mensen glad zijn, maar je moet je toevlucht nemen tot andere middelen van waterdruppels.
Deskundigen hebben waarschijnlijk het meest gladde oppervlak ter wereld gecreëerd. Zoals het team rond Sakari Lebeko van de Aalto Universiteit in Espoo, FinlandWaterdruppels glijden sneller van het nieuw gecreëerde materiaal dan van welk ander materiaal dan ook. Dit soort materialen kunnen interessant zijn als antiaanbaklaag voor een breed scala aan toepassingen.
Wat scheikundigen hebben gecreëerd is niet zomaar een nieuwe stof. In plaats daarvan brachten ze een enkele laag waterdichte moleculen aan op een stevige basis gemaakt van siliciumdioxide. Deze laag heeft een bijzondere eigenschap: hij wordt echt glad omdat de moleculen zichzelf organiseren en voortdurend in beweging zijn.
De schaars aangeplante niet-klevende deeltjes hebben een speciaal effect
De geselecteerde moleculen hebben een hydrofiele kop van siliciumtrichloride, waaraan een hydrofobe koolwaterstofketen is bevestigd. De kop bindt zich aan het siliciumdioxide-oppervlak, dat eerder is begiftigd met hydrofiele OH-groepen. Normaal gesproken zou je verwachten dat hoe meer non-stick moleculen er zijn, hoe gladder het oppervlak wordt ten opzichte van water. De waarnemingen van het Finse team waren echter anders: waterdruppels overleefden het slechtst op het oppervlak als er te veel moleculen aanwezig waren – of vooral weinig.
De tweede observatie verraste de experts. Om te onderzoeken hoe de antikleefdeeltjes op het oppervlak van siliciumdioxide zijn gerangschikt, voerden ze moleculaire dynamica-simulaties uit voor verschillende scenario’s met dichtheid. Als de niet-plakkerige deeltjes stevig naast elkaar zijn gepakt, steken hun hydrofobe ketens bijna loodrecht op het oppervlak naar boven uit; Omdat ze dicht bij elkaar staan, laten ze geen water door. Als er minder moleculen zijn, hebben de ketens de ruimte om zich naar wens uit te lijnen, soms kriskras op het materiaal. Op dit ongeordende oppervlak krijgen de watermoleculen in de druppel voldoende gelegenheid om in contact te komen met de OH-groepen in de siliciumdioxidelaag. Maar waarom het antiaanbakeffect weer toenam met antiaanbakdeeltjes die zo dun verspreid waren, verbaasden experts zich aanvankelijk.
Zoals uit simulaties blijkt, liggen de koolwaterstofuitbreidingen plat op het oppervlak. Individuele watermoleculen hebben een relatief grote kans om samen te komen met OH-groepen. Samen met niet-kleverige deeltjes vormen ze een mobiele laag, die vervolgens als smeermiddel werkt, waardoor het oppervlak gladder wordt.
Sta Javascript toe om de volledige functionaliteit van Spektrum.de te behouden.
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”