Изучение влияния газовых нано- и микроразмерных структур на водо- и льдорепеллентные свойства поверхности

Изучено взаимодействие дибутилдиксантогенида и бутилксантогената калия с поверхностями ВОПГ, SiO₂, Fe (сталь), Ti, TiO₂. Установлено, что дибутилдиксантогенид является высокоактивным гидрофобизирующим реагентом, вызывающим образование наноразмерных газовых структур, как на гидрофобных, так и на гидрофильных поверхностях. Впервые с помощью метода РЭМ показано, что контакт субстратов в течение 60 с с микроэмульсией дибутилдидиксантогена приводит к формированию на их поверхности островков субмикронных плёнок. Обработка исходных поверхностей образцов растворами ПАВ приводит к увеличению их гидрофобности. В случае TiO₂ и SiO₂ контакт с эмульсией диксантогена вызывает, наоборот, небольшое уменьшение краевого угла смачивания, видимо за счёт увеличения неоднородности поверхности образца вследствие образования на ней наноразмерных капель и их ассоциатов. Установлены оптимальные условия для формирования поверхностных нанопузырьков, генерируемых по методу температурного градиента: температура воды +1°С, температура субстрата, необработанного ПАВ +45°С, после сорбции ПАВ +30°С. Образующиеся поверхностные нанопузырьки вызывают появление дальнодействующих гидрофобных сил притяжения капиллярной природы, при этом силовые кривые АСС имеют характерный ступенчатый вид, а наибольшая величина сил притяжения и их дальнодействия до 150 нм обнаруживается при отводе иглы кантилевера от поверхности образцов. Действие ПАВ вызывает увеличение силы притяжения и диапазон её действия при подводе иглы кантилевера к поверхности как гидрофобных, так и гидрофильных образцов. Изучение динамики замерзания капли деоинизованной воды при изменении температуры подложки показало, что обработка раствором ксантогената калия и эмульсией диксантогена увеличивает скорость замерзания капли, что демонстрирует ее несимбатное изменение с краевым углом смачивания. Впервые показано увеличение на два порядка (до ≈ 100 мин) времени замерзания капли (до -20°C), нанесенной на поверхность пирографита, в случае заранее генерированных методом температурного градиента нано- и микроразмерных пузырей.