Als er regen op een glazen raam of een kunststof dakraam valt, het vormt vaak kralen. Dat komt omdat deze oppervlakken meestal hydrofoob zijn, wat betekent dat ze water afstoten.

Maar een transparante op nanodeeltjes gebaseerde coating, ontwikkeld door wetenschappers van de Agricultural Research Service, kan oppervlakken snel veranderen van hydrofoob naar hydrofiel, zodat de regen niet parelt, en uw zichtbaarheid wordt niet aangetast.

Wanneer regendruppels in contact komen met de spray-on coating, zij verspreiden, in plaats van kralen, legt chemicus Sanghoon Kim uit, die de nanodeeltjesstudies leidde.

Naast het mogelijke gebruik op ramen, de coating kan ook worden toegepast op zonnepanelen, om te voorkomen dat vuil hun prestaties verstoort.

Bovendien, Kim en collega's hebben geconstateerd dat de coating goed werkt op andere materialen, waaronder plexiglas en metalen zoals roestvrij staal.

Kim, scheikundige Atanu Biswas, en natuurkundige Kervin Evans - allemaal van het ARS National Center for Agricultural Utilization Research in Peoria, Illinois - heeft de nanodeeltjes van de coating gemaakt met slechts een paar kant-en-klare laboratoriumchemicaliën, inclusief een ag-afkomstig eiwit.

Van begin tot eind, productie van de nanodeeltjes duurt minder dan een uur, omvat eenvoudige procedures met goedkope chemicaliën, en vereist geen gespecialiseerde apparatuur of dure verwarming.

In een proof-of-concept-experiment de onderzoekers gebruikten runderserumalbumine als hun eiwit en ethylcyanoacrylaat als het uitgangsmateriaal dat essentieel is voor het maken van de nanodeeltjes. Runderserumalbumine is een bijproduct van de vee-industrie. Ethylcyanoacrylaat is een belangrijk onderdeel van wat algemeen bekend staat als 'superlijm'.

Simpel gezegd, de nanodeeltjes werden gevormd toen ethylcyanoacrylaat reageerde met runderserumalbumine in een oplossing van aangezuurde ethanol. Door dit mengsel in een centrifuge te draaien, werden alle bijproducten van de reactie verwijderd, resulterend in nanodeeltjes gesuspendeerd in de oplossing.

Het aanbrengen van de coating is snel en eenvoudig. Het enige dat nodig is, is het op schoon glas of een ander aanbevolen oppervlak te spuiten, daarna afspoelen met water.

Kim, Biswas, en Evans documenteerden hun resultaten in een collegiaal getoetst wetenschappelijk artikel dat in 2013 werd gepubliceerd in Colloids and Surfaces B:Biointerfaces.

In een vervolgonderzoek, Kim en collega Yeon Seok Kim, van het National Institute of Standards and Technology, gebruikten gliadine - een eiwit uit tarwe - om aan te tonen dat hun proces toepasbaar is op zowel plantaardige als dierlijke eiwitten. Dit jaar verscheen een artikel in de Tijdschrift voor onderzoek naar nanodeeltjes heeft details.

Typisch, plantaardige eiwitten zijn goedkoper dan die uit dierlijke bronnen. Ongeacht welke agrarische bron wordt gekozen, informele kostenramingen suggereren dat de nieuwe coating tegen dezelfde of minder kosten kan worden gemaakt dan hydrofiele coatings die al op de markt zijn.

Het feit dat de Peoria-coating in ongeveer een minuut regenklaar is, maakt hem blijkbaar uniek. ARS vraagt ​​patent aan voor het onderzoek, en de wetenschappers zijn op zoek naar industriële partners, zoals fabrikanten van raamreinigingsproducten, om de uitvinding te commercialiseren.