Материаловеды под руководством Крипа К. Варанаси (Kripa K. Varanasi) из Массачусетского технологического института (США) создали на основе лантаноидов гидрофобное керамическое покрытие, отличающееся экстремальной механической прочностью.

В отличие от ряда металлов, свободные электроны лантаноидов скрыты «в глубине» атома, а не находятся «на поверхности». Поскольку именно свободные электроны входят во взаимодействие с атомами кислорода в воде, учёные решили проверить, насколько активным будет взаимодействие воды с покрытием из оксида алюминия и оксидов различных нерадиоактивных лантаноидов.

В ходе таких экспериментов удалось показать, что

керамические покрытия на основе оксидов лантаноидов исключительно гидрофобны и при этом намного прочнее полимерных водоотталкивающих поверхностей. Подчёркивается, что даже после абразивной обработки такого материала его гидрофобность не снизилась.

Рис. 1. Новый материал в руках Жизель Азими, одной из разработчиков. Справа — руководитель исследовательской группы Крипа К. Варанаси. (Фото David Castro-Olmedo / MIT).

Заслуживает внимания и то, что материал сохранял свои свойства даже после нагрева до 1 000 °C, что позволяет назвать его самым высокотемпературным изо всех известных гидрофобных.

Разумеется, с учётом значительной стоимости лантаноидов, их вряд ли можно будет использовать для опрыскивания кроссовок и домовых крыш. Однако для лопастей турбин (как энергического, так и транспортного назначения) они могут быть незаменимы: интенсивное термическое и механическое воздействие доселе делало использование эффектных гидрофобизаторов невозможным, а образование на лопатках конденсата с критическим параметрами заметно снижает КПД турбин, отмечают разработчики.

Не менее полезным покрытие (в качестве антиобледенительного) может оказаться и для крыльев авиалайнеров и даже боевых самолётов, рассчитанных на длительную эксплуатацию в условиях частых перепадов температур.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Materials.