(Phys.org) - Een kleine groep onderzoekers van de Chinese Jilin University heeft een drielaagse coating ontwikkeld die katoen beschermt tegen water en vuur en die gemakkelijk kan worden schoongemaakt. In hun paper gepubliceerd in ACS Nano , Shanshan Chen, Xiang Li, Yang Li en Junqi Sun beschrijven hoe bij het zoeken naar een manier om brandvertragers langer mee te laten gaan op materialen, ze kwamen op een idee dat dergelijke materialen ook waterbestendig maakte.

Het probleem met veel brandvertragende coatings, de onderzoekers wijzen erop, is dat langdurig gebruik of herhaaldelijk wassen de effectiviteit van de coating vermindert. Ze vroegen zich af of het toevoegen van een waterbestendige coating zou kunnen helpen om een ​​vertrager langer mee te laten gaan. Er achter komen, ze begonnen met het dopen van een strook katoen in polyethyleenimine, een polymeer dat vaak wordt gebruikt als bindmiddel. Vervolgens doopten ze dezelfde strip in een vat met ammoniumpolyfosfaat, die vaak wordt gebruikt als een vlamvertrager. Daarna doopten ze dezelfde strip in een oplossing bestaande uit silsesquioxaan (een kooi-achtig molecuul) en ethanol, die, wanneer gemengd, hydrofoob is.

Het team testte vervolgens het materiaal om te zien of de coatings zouden werken zoals ze hadden gehoopt. Ze hingen de strip op en staken hem vervolgens aan de basis in brand - zoals te zien is in een video die ze maakten, de onbehandelde strip vat snel vlam en wordt al snel verzwolgen - de hele strip wordt tot as gereduceerd. De behandelde strip daarentegen brandt slechts enkele seconden aan de basis en gaat dan uit.

Het team legt uit dat de brandvertrager werkt door te zwellen bij verhitting, waardoor een gas vrijkomt waardoor het vuur geen zuurstof krijgt. De hydrofobe coating werkt op dezelfde manier als eendenveren, water wordt op nanoschaal afgestoten - de coating werkt door een poreuze basis te bedekken met een ruwe huid met kooiachtige moleculen.

Om erachter te komen of hun coating bestand is tegen gewone slijtage, het team onderwierp de behandelde strips aan O2-plasma en door er 1000 keer mechanisch over te wrijven. Daarna was het nog steeds bestand tegen vuur en water.

De onderzoekers melden dat het materiaal ook zelfherstellend is gemaakt door een tweede laag hydrofobe moleculen toe te voegen - wanneer de eerste laag beschadigd is, lucht sijpelt naar binnen en het water erin zorgt ervoor dat moleculen uit de tweede laag gaten in de eerste laag opvullen.

© 2015 Fys.org