Poprawa własności materiałów może nastąpić dzięki zastosowaniu na nich powłoki o odpowiedniej charakterystyce. Rozwiązania tego rodzaju są używane w różnych zastosowaniach i obejmują m.in. natryskiwanie warstw tworzyw sztucznych czy pokrywanie powierzchni warstwą metaliczną. Znakomite rezultaty daje także wykorzystanie nano dwutlenku tytanu. Dzięki niemu można uzyskać powierzchnię, gdzie zachodzi proces katalizy, a także taką, na której można zaobserwować własności hydrofilowe. Znajdują one zastosowania w wielu obszarach m.in. w lotnictwie. Przyjrzyjmy się temu nieco bliżej.
Czym jest hydrofilowość?
Hydrofilowość przejawia się wysoką swobodą rozpływania się cieczy po powierzchni i pozwala na jej doskonałe zwilżanie. Jest ono uzależnione od tzw. kąta zwilżania, który zawiera się między podłożem w miejscu styku z kroplą, a styczną do tej kropli prowadzoną przez miejsce na styku poszczególnych faz, a więc cieczy, podłoża i otaczającego je gazu – w tym przypadku powietrza. Jeżeli kąt ten jest mniejszy niż 90° dla wody, mówimy o powierzchni hydrofilowej, natomiast jeśli będzie on większy mamy do czynienia z powierzchnią hydrofobową. Wielkość kąta jest uzależniona od napięcia powierzchniowego wody oraz energii swobodnej podłoża.
Czy hydrofilowość jest przydatna w lotnictwie?
Materiały stosowane do wykonywania zewnętrznych elementów maszyn latających np. płatowca mają stały kontakt z dużymi ilościami wilgoci i wodą. Ze względu na panujące na większych wysokościach temperatury ważną kwestią będzie niedopuszczenie do pokrycia się ich warstwą lodu, ponieważ może to doprowadzić zarówno do gwałtownego wzrostu masy, jeżeli do powstającej pokrywy dołączać będą kolejne cząsteczki H₂O, jak i spowodować zablokowanie elementów ruchomych, takich jak klapy czy stery wysokości bądź kierunku. Zbierająca się powłoka będzie też blokowała wloty powietrza czy uniemożliwiała lub ograniczała otwarcie pokryw podwozia. Powłoki o własnościach hydrofilowych, które powodują wysoki poziom zwilżania powierzchni, będą w takich przypadkach niezbyt przydatne, jeśli chodzi o konstrukcję newralgicznych elementów maszyny. Okażą się jednak niezastąpione, gdy chodzi o przeszklenia, ponieważ ułatwią pozbywanie się z zabrudzeń i ułatwią zachowanie wysokiej przezierności.
