Revista >> Iulie - August 2026 [Nr. 284] >> Cercetare & Invatamant superior

ICPE-CA dezvoltă suprafețe superhidrofobe inspirate din natură

Dr. Mirela Maria Codescu, ICPE-CA

29 Iulie 2026

a)

b)
Fig. 1 Imagine SEM a nanoparticulelor de SiO₂preparate de ROSEAL prin metoda Stober 2 și funcționalizate de ICPE-CA cu silan HMDS (mărire x100k) a) și imagine prelucrată pentru determinarea unghiului de contact a acestora,θ~ 154 , suprafață superhidrofobă b)

Prin funcționalizarea particulelor de silice se crește hidrofobicitatea suprafețelor acestora, noile materiale fiind utilizate ca acoperiri superhidrofobe. Funcționalizarea suprafeței nanoparticulelor de SiO2 s-a realizat în cadrul proiectului folosind tehnica modificării chimice, prin generarea de legături chimice cu agenți de cuplare de tip silan: hexametildisilazan (HMDS) și 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctiltrietoxisilan (PFOTS).

Materialele preparate (nanoparticulele de SiO₂, înainte și după funcționalizarea cu silan) au fost investigate prin metode specifice, fiind caracterizate din punct de vedere morfo-structural, microcompozițional și nu în ultimul rând funcțional. Pentru stabilirea caracterului hidrofob a fost determinat unghiul de contact (figura 1b).

Rezultate validate experimental

Testele au demonstrat eficiența tehnologiei dezvoltate. O suprafață acoperită doar cu lac prezenta un unghi de contact al picăturii de apă de aproximativ 71°, în timp ce prin dispersarea particulelor de silice funcționalizate cu PFOTS în pelicula de lac această valoare a crescut până la aproximativ 155°, transformând suprafața într-una superhidrofobă (figura 2).

a)

b)
Fig. 2 Imagini prelucrate pentru determinarea unghiului de contact a) al tablei acoperite doar cu lac,θ~ 71 și b) al tablei acoperite cu lac în care s-au dispersat particule fine de silice funcționalizată cu silan PFOTS,θ~ 155

Pe site-ul partenerului industrial, la secțiunea Cercetare (http://www.roseal.ro/index. php/cercetare), se găsește postat un videoclip demonstrativ ilustrând comportamentul diferit al picăturilor de apă pe o suprafață acoperită cu vopsea având dispersate particule de silice funcționalizate cu silan comparativ cu o suprafață neacoperită.

Creșterea unghiului de contact reduce drastic suprafața de contact dintre apă și material. Picăturile nu mai aderă la substrat, ci rămân aproape perfect sferice și pot îndepărta cu ușurință particulele de praf și alte impurități.

Totuși, efectul de autocurățare depinde nu doar de unghiul de contact, ci și de unghiul de rostogolire, care trebuie să fie sub 5°. Materialele dezvoltate în cadrul proiectului au îndeplinit și această condiție: testele efectuate pe suprafețe înclinate au arătat că picăturile de apă se rostogolesc și antrenează murdăria, demonstrând funcționarea mecanismului de autocurățare (figura 3).

Fig. 3 Punerea în evidență a efectului de autocurățare pe aceeași suprafață o superhidrofobă, înclinată la 2 grade