Een recente ontdekking gefinancierd door het Air Force Office of Scientific Research (AFOSR) kan heel goed leiden tot een proces dat niet alleen ten goede komt aan elk geüniformeerd dienstlid van het ministerie van Defensie, maar ook alle anderen:bescherming tegen chemische/biologische agentia, tot zelfreinigende kleding, naar moeiteloos thermisch beheer, voor brandstofzuivering en verbeterde controle van lekken, met name olie en brandstoffen.

In 2006, AFOSR-programmamanager Dr. Charles Lee financierde professor Gareth McKinley van het Massachusetts Institute of Technology om nanocomposiettechnologie voor defensietoepassingen te onderzoeken. Anish Tuteja, destijds een MIT-promovendus, maakte gebruik van de ongebruikelijke oppervlakte-eigenschappen van een nanocomposiet met gefluoreerde nanodeeltjes, om een ​​superoleofoob oppervlak te creëren. Na het slagen, Tuteja verhuisde naar de Universiteit van Michigan in Ann Arbor, waar hij momenteel assistent-professor materiaalwetenschappen en techniek is, gespecialiseerd in chemische technologie en macromoleculaire wetenschap en techniek. In 2011 ontving hij een Young Investigator Program-beurs van AFOSR. en bleef dezelfde onderzoekslijn uitvoeren die bij het MIT was begonnen. Tot zijn team behoorden ook promovendus Shuaijun Pan en postdoctoraal onderzoeker Arun Kota, evenals samenwerking met Dr. Joseph Mabry, van de Rocket Propulsion Division van het Air Force Research Laboratory, bij Edwards AFB, Californië.

In hun laatste krant "Superomnifobe oppervlakken voor effectieve chemische afscherming, " in het huidige nummer van de Tijdschrift van de American Chemical Society , Tuteja en zijn team hebben oppervlakken gedemonstreerd die effectief werken als 'chemische schilden tegen vrijwel alle vloeistoffen'.

Om dit mogelijk te maken, oppervlakken worden geprepareerd met een coating op nanoschaal die voor ongeveer 95 procent uit lucht bestaat, Die op zijn beurt, stoot vloeistoffen van elk materiaal in zijn klasse af, waardoor ze letterlijk van het behandelde oppervlak stuiteren. De oppervlakken "bezitten hiërarchische schalen van herintredende textuur die het contactoppervlak tussen vaste en vloeibare stoffen aanzienlijk verminderen." Het komt allemaal neer op het regelen van hoeveel contact de vloeistof uiteindelijk heeft met het behandelde oppervlak. Om dat te bereiken, passen de onderzoekers de coating op nanoschaal toe met behulp van een proces dat elektrospinnen wordt genoemd, waarbij een elektrische lading wordt gebruikt om fijne deeltjes vaste stof te creëren die zijn afgeleid van een vloeibare oplossing.

De coating is een mengsel van verknoopt "polydimethylsiloxaan, " of PDMS, en vloeistofbestendige kubussen op nanoschaal ontwikkeld door de luchtmacht die koolstof bevatten, fluor, silicium en zuurstof. Hoewel de chemie van het materiaal belangrijk is, zo is de textuur, omdat het de poriestructuur omhelst van het oppervlak waarop het wordt aangebracht, en creëert een fijn web van luchtzakken in die poriën, zodat elke vloeistof die in contact komt met de coating nauwelijks een vast oppervlak raakt.

Volgens Dr. Tuteja, wanneer een onbehandeld oppervlak en een vloeistof dicht bij elkaar komen, "ze geven elkaar een kleine positieve of negatieve lading, en zodra de vloeistof in contact komt met het vaste oppervlak, het zal zich gaan verspreiden... we hebben de interactie tussen het oppervlak en de druppel drastisch verminderd." Door het contact tussen het behandelde oppervlak en de vloeistof effectief te elimineren, er is bijna geen prikkel voor de vloeistof om zich te verspreiden, als zodanig, de druppeltjes blijven intact, alleen interactie met moleculen van zichzelf, en hun bolvorm behouden.

Het onderzoeksteam heeft meer dan 100 vloeistoffen getest en vond er slechts twee die door de coating konden dringen:het waren beide chloorfluorkoolwaterstoffen, chemicaliën die in koelkasten en airconditioners worden gebruikt. In Tuteja's laboratoriumdemonstraties stootte het oppervlak koffie af, sojasaus en plantaardige olie, evenals giftige zout- en zwavelzuren, en de oppervlakken zijn ook bestand tegen benzine en verschillende alcoholen.

Dit programma is van bijzonder belang voor de luchtmacht en het ministerie van Defensie, omdat het nuttig kan zijn voor zelfreinigende oppervlakken (met name integrale ademende beschermende chemische/biologische oorlogsvoering in uniforme kleding en sensorsystemen), verbetering van de efficiëntie van thermisch beheer in koelsystemen met faseverandering, brandstofzuivering en de beheersing van olie- en brandstoflekkage in raketten en vliegtuigen. Laat staan, bescherming tegen de dagelijkse koffielekkage.