Особенности функционирования супергидрофобных материалов при контакте с водными средами в условиях отрицательных температур

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 14-13-01076

НазваниеОсобенности функционирования супергидрофобных материалов при контакте с водными средами в условиях отрицательных температур

Руководитель Бойнович Людмила Борисовна, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук , г Москва

Конкурс №1 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-407 - Фундаментальные проблемы химической технологии

Ключевые слова Супергидрофобность, противообледенительные покрытия, нанокомпозитные покрытия,текстурирование поверхности, лазерная обработка, защита от коррозии, смачивание, адгезия.

Код ГРНТИ31.15.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Формирование и накопление льда нарушает работу и снижает эффективность компонентов инфраструктуры, механизмов и машин, в том числе кораблей, морских нефтяных платформ, ветровых турбин, плотин, электростанций, линий электропередач, телекоммуникационного оборудования и т.п.. При этом ущерб, наносимый экономике при таких явлениях, как “ледяной дождь” и “снежные бури”, составляет десятки миллиардов рублей. Обледенение летательных аппаратов в авиации приводит не только к экономическим потерям, но и к гибели десятков и сотен людей. Поэтому во многих странах мира решение проблемы обледенения выделяют как одну из наиболее востребованных задач современной экономики. Одним из наиболее перспективных направлений в борьбе с обледенением является нанесение на поверхности защищаемых материалов супергидрофобных покрытий. В рамках данного проекта предполагается создать серию новых супергидрофобных покрытий на поверхности металлических и полимерных материалов с разработкой методов текстурирования и подбором гидрофобных агентов и растворителей, характеризующиеся наименьшей токсичностью. Для полученных покрытий будут изучены физико-химические особенности поведения супергидрофобных нанокомпозитных покрытий на поверхности конструкционных материалов при длительном контакте с переохлажденными водными средами, насыщенными водными парами при различных отрицательных температурах и в циклических процессах намораживания/расплавления льда. Планируется проанализировать влияние долговременного контакта супергидрофобных поверхностей с коррозионно-активными водными средами на их электрохимические свойства. Также будет детально исследовано влияние влажности атмосферы на процессы кристаллизации капель воды на супергидрофобных подложках и прочность адгезионного контакта льда к супергидрофобным поверхностям. Наконец, планируется изучить закономерности процессов обледенения супергидрофобных поверхностей в условиях, имитирующих такие природные явления, как “ледяной дождь” и при периодических процессах намораживания/расплавления льда. В такого рода исследованиях работы нашей научной группы имеют безусловный приоритет, на что указывает активное цитирование этих работ зарубежными исследователями.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Емельяненко А.М., Шагиева Ф.М., Домантовский А.Г., Бойнович Л.Б. Durable Superhydrophobic Coating Robust to Long-Term Contact with Water, Cavitation, and Abrasion Applied Surface Science (год публикации - 2015)

2. Ганне А.А., Лебедь В.О., Гаврилов А.И. Combined wet chemical etching and anodic oxidation for obtaining the superhydrophobic meshes with anti-icing performance Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, V. 499, P. 150-155. (год публикации - 2016)
10.1016/j.colsurfa.2016.04.019

3. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б., Модестов А.Д., Домантовский А.Г., Емельяненко К.А., Дворецкая О.В. Corrosion Behavior of Superhydrophobic Coatings on Aluminum-Magnesium Alloy in Potassium Iodide Solutions Journal of The Electrochemical Society, Volume 163, issue 10, p. C659-C665. (год публикации - 2016)
10.1149/2.06781610jes

4. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М., Емельяненко К.А., Маслаков К.И. Anti-icing properties of a superhydrophobic surface in a salt environment: unexpected increase in freezing delay time for weak brine droplets Physical Chemistry Chemical Physics, Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, V. 18, p. 3131–3136. (год публикации - 2016)
10.1039/c5cp06988b

5. Емельяненко К.А., Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Cоздание супергидрофобных покрытий с применением наносекундной лазерной обработки Сборник материалов междисциплинарного молодежного научного форума «Новые материалы. Дни науки. Санкт-Петербург 2015». М.: ООО «Буки Веди», 2015. ISBN 978-5-4465-0851-8., С. 145-148. (год публикации - 2015)

6. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Role of Water Vapor Desublimation in the Adhesion of an Iced Droplet to a Superhydrophobic Surface Langmuir, Langmuir, 2014, 30 (42), pp 12596–12601 (год публикации - 2014)
10.1021/la503447f

7. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. The behaviour of fluoro- and hydrocarbon surfactants used for fabrication of superhydrophobic coatings at solid/water interface Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, V. 481, P. 167–175 (год публикации - 2015)
10.1016/j.colsurfa.2015.05.003

8. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М., Емельяненко К.А., Домантовский А.Г., Ширяев А.А. Comment on "Nanosecond laser textured superhydrophobic metallic surfaces and their chemical sensing applications" (Appl. Surf. Sci. 357 (2015) 248–254) Applied Surface Science, V. 379, P. 111–113 (год публикации - 2016)
10.1016/j.apsusc.2016.04.056

9. Емельяненко А.М., Шагиева Ф.М., Домантовский А.Г., Бойнович Л.Б. Nanosecond laser micro- and nanotexturing for the design of a superhydrophobic coating robust against long-term contact with water, cavitation, and abrasion Applied Surface Science, V. 332, P. 513–517 (год публикации - 2015)
10.1016/j.apsusc.2015.01.202

10. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М., Модестов А.Д., Домантовский А.Г., Ширяев А.А., Емельяненко К.А., Дворецкая О.В., Ганне А.А. Corrosion behavior of superhydrophobic aluminum alloy in concentrated potassium halide solutions: When the specific anion effect is manifested Corrosion Science, Volume 112, November 2016, Pages 517–527. (год публикации - 2016)
10.1016/j.corsci.2016.08.019

11. Л.Б. Бойнович, А.М. Емельяненко Определение поверхностной энергии поликристаллического льда Доклады Академии Наук, Серия химическая, Доклады Академии Наук, Серия химическая. 2014, т. 459, №6, с. 702-706. (год публикации - 2014)
10.7868/S0869565214360122

12. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М., Модестов А.Д., Домантовский А.Г., Емельяненко К.А. Synergistic Effect of Superhydrophobicity and Oxidized Layers on Corrosion Resistance of Aluminum Alloy Surface Textured by Nanosecond Laser Treatment ACS Applied Materials and Interfaces, V. 7(34), P. 19500-19508. (год публикации - 2015)
10.1021/acsami.5b06217

13. Модестов А.Д., Емельяненко К. А., Емельяненко А. М., Домантовский А.Г., Бойнович Л.Б. Применение лазерного микро- и нанотекстурирования для создания супергидрофобных коррозионностойких покрытий на алюминии Известия Академии наук. Серия химическая., №11. С. 2607-2611. (год публикации - 2016)

Публикации