První prototyp samočistícího auta  
Super-hydrofobní povrch na boty, stan či mapu si pod různými názvy můžeme koupit ve spreji již několik let. Japonská automobilka Nissan předvedla super-hydrofobní karoserii. Příčinou řady spekulací se stal doprovodný komentář s nímž byla novinka veřejnosti představena: „...mytí auta se stalo minulostí a řidiči se tím už nikdy nemusí zabývat“.

 

Zvětšit obrázek
Kredit: Nissan


Automobilka Nissan začala ve svém technickém centru Nissan Technical Centre Europe
testovat inovativní úpravu karoserie odpuzující špínu z kaluží, bláto, každodenní usazeniny prachu i případné olejové skvrny. Principem je nesmáčivá úprava povrchu auta. 

Zvětšit obrázek
Kredit Nissan

Nesmáčivost není lidským výmyslem, předběhla nás příroda. Díky ní se například nepotopí bruslařky a vodoměrky, vodní ploštice prohánějící se po rybnících. Využívají k tomu  mikroskopické chloupky pokryté tenkou vrstvičkou vodoodpudivého vosku, které pokrývají jejich dlouhé nohy. Chloupky mají navíc i jakési drážkování, bránící uvězněnému vzduchu uniknout. Tajemství těchto povrchů spočívá ve struktuře povrchu materiálu, který je sám vodoodpudivý (hydrofobní neboli vody se bojící nebo vodu nesnášející). Takové  molekuly nebo povrchy neinteragují s vodou, protože nenesou žádný náboj (v molekule převažují nepolární vazby) a tak s vodou tvoří jen málo nebo žádné vodíkové můstky. Pokud povrch vodoodpudivého materiálu opatříme nano výstupky, nebo  jemně gravírujeme v nano rozměrech (drážky se vypalují laserem) získáme super-hydrofobní vlastnosti takového povrchu.

Zvětšit obrázek
Kredit Nissan

Nano drážkování je nákladné , levněji téhož lze dosáhnout pomocí nátěrových hmot. To je i případ úpravy karoserie Nissanu. Má nést značku ULTRATECH International Inc., a využívat má technologii Ultra Ever Dry. U té je nesmáčenlivost vyjádřena hodnotou 160 – 175 stupňů, což jí řadí do kategorii super-nesmáčivosti.


Pro srovnání, teflonová pánev má kontaktní úhel  (stupeň hydrofobnosti) 95 stupňů. U odpuzovačů vody na čelních sklech se úhel blíží 110 stupňům. Oba jmenované případy jsou ale jen hydrofobní. U těch, co mají předponu super musí být hodnota  nad 150. Polymer americké průmyslové nano ochrany tuto hodnotu přesahuje.  Lak se nanáší  ve dvou vrstvách. Spodní přilne k materiálu a chová se jako základní nátěr, má také antikorozivní vlastnosti. Vrchní vrstva pak vytváří vlastní nano-texturovaný povrch. Polymer vytváří vzorce geometrických útvarů s miriádami mezer. Ty zadržují molekuly vzduchu a vytváří na povrchu plochy vzduchový polštář.  Po takovém povrchu kapky vody, ale i oleje, snadno stékají, protože „bublinky“ vzduchu jim dovolují dotknout se vlastního povrchu jen přibližně 2 – 3 % jejich plochy.

 

Zvětšit obrázek
Znázornění kontaktního úhlu u hydrofobního a hydrofilního materiálu. Na super-hydrofobních površích se kapka téměř nedeformuje a úhel je větší než 150°.

Čím je vzduchový deštník souvislejší, tím pro pro hydrofobnost povrchu lépe. Tato vlastnost se dá kvantifikovat. Využívá se k tomu tvar kapek, které se na daném povrchu vytvářejí. Konkrétně jde o   kontaktní úhel mezi povrchem kapky a povrchem materiálu. 

 

U hydrofilních (vodo přilnavých) látek, je tento sklon menší než 30°. Kapky, které jsou drženy pohromadě jen vnitřními elektrostatickými sílami mezi polárními molekulami vody, mají tendenci se co nejvíce „rozplacatět“. U hydrofobních ploch vodoodpudivost zvyšuje kontaktní úhel až na 120°. Kapky jsou deformované na „placky“ mnohem méně. U super-hydrofobních povrchů kontaktní úhel přesahuje 150°. Na takovém podkladu jsou kapky téměř dokonale kulaté. Jen nepatrně je deformuje gravitace (ne přilnavost!).  Kinetická energie kapek při dopadu na takovou plochu sice způsobí, že se z nich také stane placka, ale jen na oka mžik načež vnitřní elektrostatické síly brzo  zajistí její zkompaktnění, což se nám jeví jakoby po dopadu od materiálu odskakovaly kuličky.

 

Zvětšit obrázek
Porovnání několika povrchů s povrchem Ultra Ever Dry.  Kredit: Tomáš Přeučil 2013


Podle všeho to Geraldine Ingham, šéfka marketingu Nissanu, svým slovním komentářem, přepískla. Mnozí z něj totiž usoudili, že když si takové auto koupí, budou ho mít čisté na věčné časy a nikdy jinak. Pochybností je celá řada. Vše je teprve ve stadiu testů v běžném provozu a o problémech, které by spořivé většině automobilistů takové vylepšení mohlo přinést, se zatím nehovoří. Tak například žádná z dosud zkoumaných úprav nano povrchů není levnou záležitostí a i když to automobilka chce zavést pro všechny standardní modely, nějak se to bude muset do celkové ceny auta promítnout. Ocenit by to mohla nejspíš jen na prestiž zaměřená klientela. A pak také ti, pro něž je čas tak drahý, že i zajetí do myčky je pro ně příliš.

My běžní smrtelníci, kteří jsme při zhasnutí na začátku privatizace jen tápali a teď počítáme i u které benzínové pumpy natankovat, asi zůstaneme u občasného polaskání se s naším miláčkem prostřednictvím smáčivého smetáku. Třeba proto, že většinou parkujeme někde na sídlišti a tam o nějaký ten lišej není nouze. Stříknout i malý škrábanec na hydrofóbním blatníku je ale pro autolakýrníky černá můra a svou nelibost by nám při loučení zcela jistě dávali písemně najevo. Kdo ví, zda by pojišťovny pro samočistící se auta navyrobily ve svých formulářích placenou kolonku navíc.

 

Ale i kdyby nás nic zlého nepotkalo, s polymerem s fraktálními útvary to je tak trochu jako s chlupatými pacičkami ploštic. I o ty je potřeba pečlivě se starat. Na autě super-povrch také přestane být, co býval zamlada a tak košťátko na řadu přece jen přijde a to poměrně brzo. Pokud by Japonci americký výrobek nějak zásadně nevylepšili, tak vrchní vrstva, která nejspíš bude jen okolo 20 nanometrů silná, bude vyžadovat obnovu, nejspíš  každý rok. V potaz bude potřeba brát i to, že tyto povrchy se nemají rády se saponáty a čistit mušince přípravkem obsahujícím alkohol by byla také pěkná hovadina. Navíc těmto povrchům škodí ultrafialové záření a tak bude lepší si na samočistící auto pronajmout garáž. Nejspíš proto se v zemi původu vylepšování aut polymerem Ultra Ever Dry prosadilo jen u přepravců cementu a na předváděčky off roadů. 

 


Ukázka dalších super-hydrofobních aplikací ze stránky  www.nanotechcoatings.com :


 

Datum: 28.04.2014 14:17
Tisk článku


Diskuze:

zima

Ivan Majerák,2017-12-23 18:30:45

Na zimu možná je to dobré (píše se o tom např. tady http://www.united-c.cz/ochrana-laku-v-zimnim-obdobi/), ale v létě bych volil spíš klasický vosk + sealant

Odpovědět

Lotosový efekt

Jan Tošovský,2014-05-11 22:18:11

Jen doplním, že pro pojem 'superhydrofobní' se často používá synomynum efekt lotosového listu.
http://en.wikipedia.org/wiki/Lotus_effect

Odpovědět

Mliecny povlak

Daniel Fakla,2014-04-29 19:14:06

Vyrobca pripravku uvadza ze je treba si dobre rozmysliet kam sa aplikuje, pretoze nie je celkom transparentny. Ma belavy nadych. Zeby zvolena farba auta nebola cisto nahodna?

Odpovědět

na hydrofobní povrch se s láskou přilepí hydrofo

Josef Hrncirik,2014-04-29 07:50:15

bní kapaliny jako olej tuky a pod. Chytá se na ně i prach, i když méně než na hydrofilní. Umytí hydrofobního povrchu od mastnoty proběhne buď rozpouštědly (čistírna) nebo saponáty, kde se dočasně ztratí hydrofobnost a adsorbovaný saponát musí být z povrchu důkladně vymyt aby se hydrofobita obnovila. Pro odolnost mikrorýhy či vlákna vadí. Největší smáčecí úhel kompaktu asi mají amorfní perfluoropolymery nejspíše silikony. Problematická je asi odolnost a fotostabilita. Povrchově perfluorovaný do kobaltu zakotvený diamantový film na Trabantu je nedostižnou metou.

Odpovědět

Prach

David Benedeki,2014-04-29 02:13:31

No dejme tomu, že voda i jiné kapaliny k povrchu nepřilnou.
Ale co prach? Podle mne by ten mohl dokonce způsobovat většinu běžného znečištění.

Odpovědět

Oslí pesimismus

Míla Vaněk,2014-04-28 16:08:21

Autor je zbytečně skeptický. Jinde v mediích je na to již celá řada článků a nikde to tak pesimisticky nevidí, naopak!

Odpovědět


Dovolím si nesouhlasit

Pavel Foltán,2014-04-28 19:06:26

Domnívám se, že pravdou bude asi další varianta – pan Pazdera je realista a přehnaný optimismus jiných článků je projevem běžné honby za senzacemi které lépe přitahují dav, či placenou reklamou.

Odpovědět

Libor Zak,2014-04-28 14:49:52

Jinak potěšilo mě, že si toho je autor článku vědom a sdílí mou skepsi. Třeba to časem vyřeší nějaký samoopravný povrch podobný tomu, který letos použilo LG na svých mobilních telefonech.

Odpovědět


Nanotechnologie

Josef Šoltes,2014-04-28 15:46:41

Těším se, až nám budou nanoroboti udržovat naše plechové miláčky ve stejném stavu, jako když jsme je zakoupili v autosalonu. Jen si nejsem jistý, jestli tou dobou ještě ty plechové miláčky budeme potřebovat:-)

Odpovědět

Nic není dokonalé

Libor Zak,2014-04-28 14:46:41

Podobné hydrofobní a superhydrofobní povrchy mají drobný háček a tím je mechanické poškození. Perfektně fungují půl roku, rok, pak drobné škrábance a prasklinky na povrchu způsobené jak mechanickým poškozením, tak povětrnostními vlivy pošlou celý efekt k šípku. Takže pokud to zároveň není superodolné, tak je to jen taková hračka. Leda by si majitel nechával miláčka periodicky přestříknout tímhle lakem.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace