Het kan water afstoten, olie, alcohol en zelfs pindakaas. En het kan de Amerikaanse marine miljoenen dollars besparen op scheepsbrandstofkosten, de hoeveelheid energie die schepen verbruiken verminderen en de operationele efficiëntie verbeteren.

Het Office of Naval Research (ONR) sponsort het werk van Dr. Anish Tuteja, een universitair hoofddocent materiaalkunde en techniek aan de Universiteit van Michigan, om een ​​nieuw type "omnifobe" coating te ontwikkelen. Deze chemische coating is helder, duurzaam, kan worden toegepast op tal van oppervlakken en werpt vrijwel elke vloeistof af.

Van bijzonder belang voor de marine is hoe omnifobe coatings wrijvingsweerstand kunnen verminderen - weerstand veroorzaakt door de beweging van een romp door water - op schepen, onderzeeërs en onbemande onderwaterschepen.

Vergelijk wrijvingsweerstand met joggen door een zwembad. Door de weerstand van het water, elke stap is moeilijker en vereist meer energie en inspanning.

"Een aanzienlijk percentage van het brandstofverbruik van een schip [tot 80 procent bij lagere snelheden en 40-50 procent bij hogere snelheden] gaat naar het handhaven van de snelheid en het overwinnen van wrijvingsweerstand, " zei Dr. Ki-Han Kim, een programma-officier in ONR's Sea Warfare and Weapons Department. "Als we een manier zouden kunnen vinden om wrijvingsweerstand drastisch te verminderen, schepen zouden minder brandstof of batterijvermogen verbruiken, en geniet van een groter scala aan operaties."

De omnifobe coating van Tuteja zou een oplossing kunnen zijn. Stel je twee schepen voor die met dezelfde snelheid varen - een met wrijvingsweerstand en de andere bedekt met een coating die ervoor zorgt dat water parelt en gemakkelijk van de romp glijdt. Het gecoate schip zou in theorie minder brandstof verbruiken omdat het niet zoveel waterweerstand hoeft te bestrijden met behoud van snelheid.

Hoewel afstotende coatings niet nieuw zijn, het is moeilijk om er een te maken die bestand is tegen de meeste vloeistoffen en die sterk genoeg is om gedurende lange tijd op verschillende oppervlakken te blijven plakken. Neem een ​​met teflon beklede pan, bijvoorbeeld. Het water zal parelen en van de pan rollen, terwijl bakolie zich overal zal verspreiden.

"Onderzoekers kunnen een zeer duurzame polymeermatrix en een zeer afstotende vulstof nemen en ze mengen, " zei Tuteja. "Maar dit levert niet per se een duurzaam, afstotende coating. Verschillende polymeren en vulstoffen hebben verschillende mengbaarheid [het vermogen van twee stoffen om met elkaar te mengen]. Het simpelweg combineren van de meest duurzame individuele bestanddelen levert niet de meest duurzame composietcoating op."

Om hun innovatieve coating te ontwikkelen, Tuteja en zijn onderzoeksteam bestudeerden enorme computerdatabases van bekende chemische stoffen. Vervolgens voerden ze complexe wiskundige vergelijkingen in, op basis van de moleculaire eigenschappen van elke stof, om te voorspellen hoe elke twee zich zou gedragen wanneer ze worden gemengd. Na het analyseren van honderden combinaties, onderzoekers vonden de juiste mix.

Het moleculaire huwelijk was een schot in de roos tijdens laboratoriumtests. De rubberachtige combo kan worden gespoten, geborsteld, ondergedompeld of spin-gecoat op tal van oppervlakken, en het bindt stevig. De coating is ook bestand tegen krassen, deuken en andere gevaren van dagelijks gebruik. En de manier waarop de moleculen scheiden, maakt de coating optisch helder.

Naast het verminderen van wrijvingsweerstand, Tuteja ziet andere toepassingen van de marine voor de omnifobe coating, waaronder het beschermen van hoogwaardige apparatuur zoals sensoren, radars en antennes tegen weersinvloeden.

Naast omnifobe coatings om wrijvingsweerstand te verminderen, ONR sponsort andere soorten coatingonderzoek om corrosie op zowel schepen als vliegtuigen te voorkomen en biofouling (de ophoping van zeepokken op rompen) te bestrijden. Soortgelijke coatings kunnen ook ijsvorming voorkomen op schepen die in koude gebieden varen, of maak het verwijderen van ijs veel gemakkelijker dan conventionele methoden zoals schrapen.

Het team van Tuteja voert verdere tests uit op de omnifobe coating, maar ze zijn van plan om het binnen een paar jaar klaar te hebben voor kleinschalig militair en civiel gebruik.