IJsafstotende coatings bestaan ​​al een tijdje, maar tot nu toe waren ze erg gevoelig en lieten ze vrij snel los van de oppervlakken die ze moesten beschermen. Een onderzoeksteam onder leiding van Anna Maria Coclite en Gabriel Hernández Rodríguez van het Institute of Solid State Physics van de Technische Universiteit van Graz (TU Graz) is er nu in geslaagd deze tekortkoming te verhelpen. Ze hebben een zeer ijsafstotende coating ontwikkeld die zich aan een grote verscheidenheid aan materialen hecht en zeer slijtvast is.

De paper van het team is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Applied Materials &Interfaces .

De onderzoekers bereikten deze vooruitgang door gebruik te maken van een productietechnologie genaamd geïnitieerde chemische dampafzetting (iCVD). Dit maakt het mogelijk dat een sterk hechtend primermateriaal geleidelijk overgaat in de ijsafstotende verbinding.

Deze traploze overgang wordt bereikt door de twee materialen als een wisselend gasmengsel op het te coaten oppervlak aan te brengen. In eerste instantie bestaat het gasmengsel uitsluitend uit het primermateriaal, maar tijdens het aanbrengen wordt het aandeel ijsafstotend materiaal voortdurend verhoogd, van 0 tot 100%. Het resultaat is een coating met een sterk hechtende onderzijde en een bovenzijde die voorkomt dat ijskristallen blijven plakken.

De willekeurige uitlijning van de moleculen zorgt voor een ijsafstotend effect

Tijdens hun experimenten ontdekten Coclite en Hernández Rodríguez de basis van de ijsafstotende eigenschap van de coating.

"Het ijsafstotende materiaal bestaat uit langwerpige moleculen die zich in een verticale of horizontale oriëntatie aan de primer hechten", legt Hernández Rodríguez uit. "Hoe dikker we het materiaal aanbrachten, hoe willekeuriger de afwisseling tussen verticale en horizontale moleculen werd. En hoe willekeuriger de opstelling aan het oppervlak, hoe groter het ijsafstotende effect." Dit mechanisme was voorheen onbekend.

Voor dit nieuwe type coating is een breed scala aan toepassingen denkbaar, bijvoorbeeld in de luchtvaartindustrie. “Een dergelijke coating zou het ontdooien van vliegtuigen kunnen versnellen en minder antivries gebruiken”, zegt Coclite. Sensoren die worden blootgesteld aan het weer en worden verstoord door ijs, kunnen ook profiteren van een dergelijke coating.

Meer informatie: Gabriel Hernández Rodríguez et al, Icephobic Gradient Polymer Coatings gedeponeerd via iCVD:een nieuwe aanpak voor ijsvormingscontrole en -vermindering, ACS toegepaste materialen en interfaces (2024). DOI:10.1021/acsami.3c18630

Aangeboden door de Technische Universiteit van Graz