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Mittwoch, 03. Juni 2020
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Eine neuartige gleitfähige Oberfläche mit verbesserter Stabilität und Korrosionsbeständigkeit

Mittwoch, 13. Mai 2020

Eine "slippery liquid infused porous surface (SLIPS)" wurde durch ein einfaches Sprühverfahren mit gleichzeitiger Einführung von Kieselsol und Kohlenstoffnanoröhren (carbon nanotubes, CNTs) und anschließender Ölinfusion hergestellt.

Eine "slippery liquid infused porous surface (SLIPS)" wurde durch ein einfaches Sprühverfahren hergestellt. Source image: Pexels - Pixabay (symbol image).
Eine "slippery liquid infused porous surface (SLIPS)" wurde durch ein einfaches Sprühverfahren hergestellt. Source image: Pexels - Pixaba...

Während der Verdampfung des Lösungsmittels und der Schrumpfung des Kieselsols im PVDF-Schmelzprozess bildeten sich zahlreiche Mikro- und Nanoporen, die beide als Reservoirs zur Aufnahme von Öl fungierten. Anschließend wurden die Auswirkungen von CNTs auf die Ölhaltefähigkeit und den Korrosionsinhibitionsmechanismus eingehend untersucht. Die Wechselwirkung zwischen SiO2-Nanopartikeln und CNTs verlieh den ursprünglichen hierarchischen Strukturen eine reichlichere Morphologie und zunehmende Mengen an Mikroporen. Diese beiden Faktoren verbesserten synergetisch die Ölblockierungsfähigkeit, was auf stabilere Eigenschaften von SLIPS hinweist.

Gleitfähigkeit selbst unter rauen Manipulationsumgebungen

Mit nur 0,58 Gew.-% CNTs, die in SLIPS eingearbeitet waren, konnte es bei steigenden hohen Schergeschwindigkeiten von bis zu 5000 U/min 12 % mehr Öl blockieren. Die Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) zeigten, dass die |Z|0,01Hz des optimalen SLIPS nach 10 Tagen Eintauchen in eine 3,5 Gew.-%ige NaCl-Lösung 1,41 × 109 blieben, fast 2 Größenordnungen höher als die von unbehandeltem SLIPS. Das optimale SLIPS konnte die Gleitfähigkeit selbst dann aufrechterhalten, wenn es einigen rauen Manipulationsumgebungen ausgesetzt war, einschließlich 12-stündigem Eintauchen in starke Säure-/Laugeneinwirkung, hohen Temperaturen und Abrieb.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 142, May 2020 veröffentlicht.

Bildquelle: Pixabay.

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