Een nieuwe verf die robuuste zelfreinigende oppervlakken maakt, is ontwikkeld door een team onder leiding van UCL-onderzoekers. De coating kan worden aangebracht op kleding, papier, glas en staal en in combinatie met lijmen, behoudt zijn zelfreinigende eigenschappen na te zijn afgeveegd, bekrast met een mes en geschuurd met schuurpapier.

Zelfreinigende oppervlakken werken doordat ze extreem waterafstotend zijn, maar werken vaak niet meer als ze beschadigd zijn of worden blootgesteld aan olie. De nieuwe verf zorgt voor een veerkrachtiger oppervlak dat bestand is tegen dagelijkse slijtage, dus kan worden gebruikt voor een breed scala aan real-world toepassingen van kleding en auto's, zeggen de onderzoekers.

Eerste auteur Yao Lu (UCL Chemistry), zei:"Door waterdicht te zijn, kunnen materialen zichzelf reinigen, omdat water marmervormige druppels vormt die over het oppervlak rollen, werken als miniatuurstofzuigers die vuil opzuigen, virussen en bacteriën langs de weg. Om dit te laten gebeuren, het oppervlak moet ruw en wasachtig zijn, dus wilden we deze omstandigheden op harde en zachte oppervlakken creëren door onze eigen verf te ontwerpen en deze te combineren met verschillende lijmen om de oppervlakken te helpen bestand te zijn tegen schade."

De studie, waarbij onderzoekers van de UCL betrokken zijn, Imperial College London en Dalian University of Technology (China) en vandaag gepubliceerd in Wetenschap , laat zien hoe de nieuwe verf gemaakt van gecoate titaniumdioxide-nanodeeltjes een breed scala aan materialen zelfreinigende eigenschappen kan geven, ook tijdens en na onderdompeling in olie en na beschadiging van het oppervlak.

Er werden verschillende coatingmethoden gebruikt om de waterafstotende oppervlakken te creëren, afhankelijk van het materiaal. Een kunstenaarsspuitpistool werd gebruikt om glas en staal te coaten, dip-coating voor watten en een spuit om de verf op papier aan te brengen.

Alle materialen werden waterdicht en zelfreinigend omdat waterdruppels van verschillende groottes werden gezien die stuiterden in plaats van het oppervlak nat te maken, het door de onderzoekers aangebrachte vuil verwijderen. Dit werd gehandhaafd nadat schade aan de oppervlakken was toegebracht.

De heer Lu voegde toe:"Onze verf werkte buitengewoon goed voor een verscheidenheid aan oppervlakken in moeilijke omstandigheden, die waren ontworpen om de slijtage van materialen in de echte wereld te simuleren. Bijvoorbeeld, autolak wordt vaak geschaafd en bekrast en we wilden ervoor zorgen dat onze lak dat zou overleven. Naast praktisch gebruik, de verf kan ook creatief worden gebruikt om kunst met water te maken, iets wat ik in mijn eigen tijd heb onderzocht."

De experimenten werden gefilmd om het gedrag van de behandelde oppervlakken ten opzichte van controles te laten zien. Voorbeelden zijn video's van behandelde watten die in blauw gekleurd water worden gedompeld en ongerept wit tevoorschijn komen zonder sporen van verontreiniging, en behandeld papier blijft droog en schoon na blootstelling aan vuil en water.

co-auteur, Professor Claire Carmalt, die hoogleraar anorganische chemie is aan de UCL Chemistry, zei:"De grootste uitdaging voor de wijdverbreide toepassing van zelfreinigende oppervlakken is het vinden van een manier om ze sterk genoeg te maken om dagelijkse schade te weerstaan. De oppervlakken hebben de neiging mechanisch zwak te zijn en dus gemakkelijk af te wrijven, maar door onze verf te combineren met verschillende lijmen, we hebben laten zien dat het mogelijk is om een ​​robuust zelfreinigend oppervlak te maken. We hebben materialen gebruikt die direct beschikbaar zijn, zodat onze methoden kunnen worden opgeschaald voor industriële toepassingen."

Corresponderende auteur, Professor Ivan Parkin, die hoogleraar scheikunde en hoofd van de UCL-chemie is, zei:"Ons werk is erop gericht nieuwe materialen op zeer kleine schaal te karakteriseren, zodat we kunnen zien hoe we ze het beste kunnen gebruiken om ons dagelijks leven te verbeteren. De nieuwe verf past in een bredere portfolio van oppervlakken die we voor verschillende doeleinden ontwikkelen, inclusief antimicrobiële coatings om ziekenhuisinfecties te bestrijden, en we hopen dat de ontdekking ervan de wijdverbreide acceptatie van zelfreinigende oppervlakken bevordert."