Hydrofobowość, powłoki hydrofobowe, nanopowłoki  – wprowadzenie dla początkujących

hydrofobowoscW języku greckim “hydro” to woda, a “phobos” to strach (tak – od tego greckiego słowa zapożyczyliśmy polskie określenie fobii). Najkrócej ujmując hydrofobowość to skłonność cząsteczek chemicznych do odpychania cząsteczek wody. Inaczej mówiąc, hydrofobowość to cecha powierzchni polegająca na jej niezwiżalności przez wodę.

Hydrofobowość – cecha podpatrzona w naturze 

Na ową skłonność wody do uciekania z niektórych powierzchni ludzkość zwróciła uwagę obserwując zjawiska w naturze – np. ociekanie wody na liściach lotosu, a także słabą przyczepność wody do powierzchnie skrzydeł motyli.

Hydrofobowość została ujęta w skalę – tzw. kąt zwilżania. Wyobraźmy sobie kroplę deszczu, która spadła na płaską powierzchnię. W teorii, gdyby cząsteczki powierzchni mogły maksymalnie odepchnąć od siebie cząsteczki wody, kropla ta przybrałaby kształt idealnej kuli i niemal nie stykała się z powierzchnią, która ją odpycha. Dla odmiany – skłonność cząsteczek chemicznych do łączenie się z wodą to hydrofiowość.

Wracając do naszej kropli w kształcie kuli na powierzchni (rys. „no wetting”), w tym przypadku moglibyśmy mówić o kącie zwilżania o wartości 180 stopni. Ale to teoria. W praktyce powierzchniami hydrofobowymi określamy te, które mają kąt zwilżania od 80 stopni wzwyż – czyli do 180 stopni (osiągalny tylko w teorii, na poniższym obrazku rysunek ostatni).

kąt zwilżania

fot. (Wikipedia) kolejno: całkowite zwilżenie, częściowe zwilżenie hydrofilowe, częściowe zwilżenie hydrofobowe, brak zwilżenia

Biorąc pod uwagę powyższe, nie trudno się domyślić, że powierzchniami hydrofobowymi określane są takie powierzchnie, które przejawiają w swej budowie właściwości hydrofobowe (np. wspomniany wcześniej kwiat lotosu).

Te które ich nie posiadają, mogą nabyć takie cechy po naniesieniu powłok hydrofobowych, czyli różnych środków, preparatów, dzięki którym pokryta nimi powierzchnia zacznie odpychać cząsteczki wody.

Nanopowłoki, nanotechnologia – wyjaśnienie pojęć 

Tu dochodzimy do kolejnego pojęcia – nanopowłok. Pojęcie to bazuje na innym –  grupie produktów nanotechnologii, tj. takich, których wielkość jest mniejsza niż 10 nm (nanometrów). Jak pamiętamy ze szkoły, 1 Nanometr to jedna miliardowa metra, czyli jedna milionowa milimetra. Trudno sobie wyobrazić taką wielkość prawda? Przyjmijmy więc uproszczenie, że w potocznym, komercyjnym rozumieniu nanopowłoki są niewidoczne dla oka, za to ich działanie jest zauważalne i dające wiele możliwości praktycznego zastosowania w życiu codziennym i przemyśle, oraz produkcji. 

Dodajmy do tego fakt, że woda spywając po powierzchniach hydrofobowych (naturalnych, lub takich które nabyły tę cechę dzieki pokryciu daną nanopowłoką), zabiera ze sobą cząsteczki brudu.

Teraz już łatwo wywnioskować, jak wiele zastosowań mają produkty z tej kategorii, wszelkie preparaty do wcierania, spryskiwacze, itp.