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Fluorfreie superhydrophobe Beschichtung setzt neue Maßstäbe für Haltbarkeit und nachhaltige Leistung
Eine robuste, fluorfreie superhydrophobe Beschichtung überzeugt mit außergewöhnlicher Haltbarkeit, Anti-Eisbildung, Korrosionsbeständigkeit und selbstreinigenden Eigenschaften und bietet nachhaltige Lösungen für multifunktionale Oberflächenanwendungen.
Superhydrophobe Oberflächen bieten ein großes Potenzial für industrielle Anwendungen, doch Umweltbedenken, komplizierte Herstellungsprozesse und begrenzte Haltbarkeit erschweren häufig ihre breite Nutzung. Eine aktuelle Studie stellt eine fluorfreie, umweltfreundliche superhydrophobe Beschichtung vor, die diese Herausforderungen überwindet und herausragende Multifunktionalität und Robustheit bietet.
Die Beschichtung, bestehend aus zeolitischen Imidazolatgerüst-71 (ZIF-71)-basierten CaCO3-Mikrosphären und einem Epoxid/Polydimethylsiloxan-Doppelnetzharz, erreicht einen Wasserkontaktwinkel von 154,5° und einen Gleitwinkel von 5,4°. Ihre Haltbarkeit wurde unter extremen mechanischen Belastungen getestet, darunter 300 Klebebandzyklen, 12 m Schleifpapierabrieb, Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahlen mit 42 l Wasser und ein Quarzsandaufprall von 4,0 kg. Trotz dieser Belastungen behielt die Beschichtung ihre superhydrophoben Eigenschaften, was auf ihre hierarchische Mikro-/Nanostruktur und die verbesserte Haftung an der Grenzfläche durch die miteinander verbundenen Porenstrukturen der CaCO3-Mikrosphären zurückzuführen ist.
Lesetipp Rheologie
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Anti-Eisbildung und Korrosionsbeständigkeit für extreme Umgebungen
Neben ihrer mechanischen Haltbarkeit zeigte die Beschichtung eine starke Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen und hielt pH-Werten von 1 bis 14 sowie gesättigten NaCl-Lösungen stand. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie ergab einen beeindruckenden Impedanzmodul von 1,02 × 10¹⁰ Ω·cm² in einer 3,5 %igen NaCl-Lösung, was ihre Korrosionsbeständigkeit unterstreicht. Die Beschichtung verzögerte außerdem die Eisbildung um bis zu 458 Sekunden und behielt ihre hydrophoben Eigenschaften auch nach 25 Gefrier-Tauzyklen bei, wodurch ihre Wirksamkeit in Anti-Eis-Anwendungen belegt wurde.
Mit ihren selbstreinigenden Eigenschaften und ihrem nachhaltigen Design bietet diese fluorfreie Beschichtung eine skalierbare und umweltfreundliche Lösung für Branchen, die einen Hochleistungsschutz für Oberflächen unter extremen Bedingungen benötigen.
Quelle: Zhang, H. et al., Fluorine-free superhydrophobic multi-functional robust coating. Progress in Organic Coatings, 213, 109976 (2026).
