W idealnym przypadku szkło okienne lub samochodowe, a także pokrycie ekranów gadżetów, powinny naciskać wodę i nie zbierać szkodliwej mikroflory. Dzisiaj „szkodliwe” chemia i kosztowne procesy są wykorzystywane do produkcji takich szklanek. Naukowcy z Australian University of Curtin (CU) odkryli sekret przyjaznego dla środowiska i dość prostego procesu uwolnienia warunkowo idealnych okularów, dla których było wystarczająco dużo kąpieli solnej i ultradźwięków.
Podczas tworzenia specjalistycznego szkła inżynierowie zwykle mają dwie opcje. Pierwszym z nich jest proces, w którym stosuje się reakcje sililinowania, w którym związki molekularne są związane z powierzchnią szkła. Drugi to pokrycie szkła polimerami. Obie te metody obejmują stosowanie toksycznych chemikaliów, aw przypadku powłok unikalne właściwości szkła mogą zniknąć z czasem.
Nowa technologia zaproponowana przez naukowców wykorzystujących ultradźwiękowe nieodwracalnie zmienia strukturę szkła bez dodawania innych chemikaliów. Rezultatem jest szkło, które może całkowicie odeprzeć wodę lub kupić dodatni ładunek elektryczny.
Nie możesz jednak obejść się bez chemii. Ale jest to miękka chemia, która jest szeroko stosowana w produkcji barwników opartych na związkach organicznych. Kąpiel solna, w której umieszcza się szkło, aby nadać mu unikalne właściwości, zawiera roztwór soli diazoniowych SO. W zależności od wybranej soli szkło jest albo odporne na wodę, albo nabywa ładunek dodatni. Następnie kąpiel z roztworem i szkłem jest napromieniowana ultradźwiękiem o częstotliwości 24 kHz, co prowadzi do powstawania małych bąbelków i mikrowlów, które zmieniają powierzchnię szkła.
Pęcherzyki w roztworze eksplodują z uwalnianiem ciepła i wywierając nacisk na jego powierzchni. To łączy cząsteczki z roztworu z cząsteczkami szklanymi. Powłoka jest tak zintegrowana, jak to możliwe i nie staje się cieńsza podczas pracy. Ponieważ rozwiązanie nie jest agresywne, produkcja unikalnego szkła będzie tak czysta, jak to możliwe.
„Fale dźwiękowe tworzą mikroskopijne pęcherzyki w roztworze soli diazoniowej, które następnie szybko się zapadają, powodując niewielkie wybuchy ciepła i ciśnienia” – wyjaśniają autorzy pracy. – To uruchamia reakcję, w wyniku czego na szkle tworzy się stabilna warstwa organiczna, co czyni ją albo odporną na wodę lub dodatnio naładowaną, w zależności od rodzaju zastosowanej soli diazoniowej. W przeciwieństwie do zwykłych powłok, które są wymazane w czasie, nasza metoda tworzy wiązanie chemiczne na poziomie molekularnym, co sprawia, że jest znacznie bardziej trwały i przyjazny dla środowiska.
Oprócz właściwości samowystarczalności obiecujące okulary mogą odgrywać ważniejszą rolę w walce z drobnoustrojami, w zwiększeniu produkcji biopaliw lub w tworzeniu bardziej skutecznych systemów filtracji wody. Wynika to z faktu, że istnieje wiele rodzajów bakterii i grzybów, które przyciągają powierzchnie hydrofobowe. Ponadto wersja szkła powtarzająca wodę była skuteczna w walce z E. coli. Włókna szklane uzyskane nową metodą można zastosować w filtrach do usuwania takich mikroorganizmów z wody z kranu.
Ponadto naukowcy odkryli, że szkło hydrofobowe skutecznie utrzymuje rodzaje piekarni i drożdży. Oznacza to, że materiał można wykorzystać do bardziej skutecznej i dokładniejszej kontroli procesów fermentacji, co może prowadzić do poprawy smaku piwa.
Wreszcie istnieją rodzaje mikro -konu, które przyciągają pozytywnie naładowane powierzchnie. W szczególności rodzaj mikro -konu, znanego jako C. vulgaris, dobrze przykleja się do naładowanego szkła. Oznacza to, że takie szkło może być stosowane w produkcji biopaliw, w których akumulacja tego organizmu będzie ważnym etapem, który naukowcy opowiedzieli również w artykule w czasopiśmie Advanced Funkcjonalne materiały. Najważniejsze jest to, że produkcja nie będzie skomplikowana, brudna i droga.
