Uudenlainen panssaripinnoite on jopa kymmenen kertaa aiempia pinnoitteita kestävämpi

Laajalti käytössä olevat hydrofobiset pinnat, kuten teflon, hylkivät kosteutta. Ne kuitenkin myös vaurioituvat helposti. ARMOR-hanke kehittää kulutusta kestäviä ja likaa hylkiviä superhydrofobisia pintoja. Hanke tuo paremmat pinnat esimerkiksi aurinkopaneeleihin, suojalaseihin, ikkunoihin ja säälaitteisiin.  

Pinnoilla on taipumus likaantua, jäätyä, pölyyntyä ja huurtua. Niiden suojaamiseen käytetään niin kutsuttuja superhydrofobisia pinnoitteita, jotka hylkivät tehokkaasti vettä. Myös lika ja taudinaiheuttajat huuhtoutuvat pois pinnalta veden mukana. Lootuskasvin lehti on ensimmäinen tunnettu itsepuhdistuva superhydrofobinen pinta. Mutaisen veden pinnalla kelluva lehti pysyy puhtaana ja kerää tehokkaasti auringonvaloa. Vastaavasti esimerkiksi linssit, ikkunat ja aurinkopaneelit pysyvät puhtaina, jos ne on käsitelty superhydrofobisella pinnoitteella.

Nykyiset superhydrofobiset rakenteet ovat kuitenkin alttiita viilloille, naarmuille ja lommoille, jotka tuhoavat pinnoitteen ominaisuudet. Tämä hidastaa teknologian käyttöönottoa.

Aalto-yliopiston ja kiinalaisen Chengdun yliopiston tutkijat kehittivät kulutusta kestävän superhydrofobisen pinnan, joka voidaan valmistaa muun muassa piin, metallin, lasin ja keramiikan pinnalle. Innovaationa on uudenlainen kennomainen rakenne, joka kuluessaan suojaa vettähylkiviä rakenteitaan. Uuden materiaalin kestävyys on vähintään kymmenkertainen nykyisiin verrattuna. ARMOR-teknologialla on merkittäviä etuja:

1. Itsepuhdistuva pinta hylkii likaa, jolloin mittaussignaalin laatu paranee esimerkiksi tähystys- tai säälaitteissa ja itseajavien autojen antureissa.
2. Säälle alttiit pinnat tarvitsevat harvemmin puhdistusta, jolloin ylläpito helpottuu ja kustannukset vähenevät. Esimerkiksi aurinkopaneelit sijaitsevat usein vaikeasti saavutettavissa paikoissa. Paneelien energiantuotanto heikkenee, kun lasin pinnalle kerääntyy likaa. Teollisuudessa taas on mahdollista saavuttaa suuria säästöjä, kun huoltoseisokkien väliä saadaan pidennettyä.
3. Suojalasit ja suojaavat visiirien säilyvät puhtaina hankalissa työskentelyolosuhteissa.
4. Esteettiset pinnat esimerkiksi kelloissa, urheilutarvikkeissa ja ikkunoissa pysyvät pitempään puhtaina ja vaativat vähemmän huoltoa.

ARMOR-pinnat perustuvat tutkimustuloksiin, jotka julkaistiin arvostetussa Nature-lehdessä kesäkuussa 2020. Professori Robin Rasin tutkimusryhmä on tutkinut superhydrofobisia materiaaleja ja niihin liittyvää fysiikkaa yli kymmenen vuoden ajan. Ras tekee yhteistyötä useiden merkittävien tutkimusryhmien kanssa.

Hanke tekee yhteistyötä myös yritysten kanssa. Tavoitteena on kehittää puhtaina ja kuivina pysyviä, jäätymättömiä, höyrystymättömiä tai antimikrobisia pinnoitteita, lasilevyjä, metalliosia, antureita tai painatuspalveluja. Yritykset toimivat tuotanto- ja elektroniikkateollisuudessa, lentoliikenteessä, puolustusteollisuudessa sekä lääke- ja biolääketieteen aloilla. ARMOR-teknologian avulla voidaan toteuttaa myös läpikuultavia sekä mahdollisesti läpinäkyviä pintoja, mikä avaa mahdollisuuksia lasi- ja optiikkateollisuudessa.

Hankkeen johtaja: professori Robin Ras
Organisaatio: Aalto-yliopisto
Myönnetty rahoitus:  600 000 euroa