Vettä hylkivä panssaripinnoite voi tehostaa aurinkopaneeleja
Taiteellinen kuva panssaroidusta superhydrofobisesta pinnasta, joka kestää iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. Kuva: Juha Juvonen.
Aalto-yliopiston professori Robin Ras on tutkinut ryhmänsä kanssa superhydrofobisia eli erittäin vettä hylkiviä materiaaleja yli kymmenen vuoden ajan. Kesäkuussa 2020 ryhmä kertoi Nature-lehden julkaisemassa tutkimusartikkelissa uudesta pinnoitteesta, joka hylkii paitsi tehokkaasti vettä myös kestää hyvin kulutusta. Kyseessä on merkittävä läpimurto, sillä tähän asti superhydrofobiset pinnat ovat olleet alttiita viilloille, naarmuille ja lommoille.
Nyt tutkimusryhmä on saanut Business Finlandilta rahoituksen innovaation kaupallisten sovellusten tutkimiseen, sekä Jane ja Aatos Erkon säätiöltä ja Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiöltä erillisen Tulevaisuuden tekijät -ohjelman rahoituksen pinnoitteen kehittämiseksi uusille materiaaleille kuten puulle ja paperille.
Robin Ras kertoo, että uuden pinnoitteen materiaali-innovaationa on uudenlainen kennomainen rakenne, joka suojelee vettä hylkiviä rakenteita kulumiselta ja iskuilta.
– Pinnoitteen kestävyys on vähintään kymmenkertainen nyt kaupallisesti saatavilla oleviin superhydrofobisiin pinnoitteisiin verrattuna. Selvitämme nyt, miten ja missä tuotteissa voimme hyödyntää panssaripinnoitetta, hän sanoo.
Tutkimusryhmä on jo pystynyt osoittamaan panssaripinnoitteen toimivuuden kovien materiaalien, kuten keramiikan ja lasin, pinnalla. Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa tutkitaan myös superhydrofobisen pinnoitteen soveltamista joustavissa materiaaleissa kuten muoveissa.
– Neuvottelemme mahdollisista sovelluksista useiden yritysten kanssa. Panssarikuviointia voisi hyödyntää monissa sään armoilla olevissa laitteissa, kuten säämittalaitteissa ja kännyköiden tukiasemissa, kertoo materiaalitieteen professori Sami Franssila.
Ryhmä suunnittelee yhteistyötä myös urheiluvälineyrityksen kanssa selvittääkseen, voidaanko pinnoitetta hyödyntää esimerkiksi suksen pohjissa.
– Superhydrofobiset suksen pohjat pienentävät suksen ja lumen välistä kitkaa, jolloin sukset luistavat paremmin. Suksia käytetään hyvin vaativissa olosuhteissa, joten pinnoitteiden tulee kestää hyvin myös vaurioita, sanoo materiaalitutkija Ville Jokinen.
Vettä ja likaa hylkivät pinnat eivät myöskään jäädy, höyrysty tai kerää bakteereja. Siksi pinnoitteesta voivat hyötyä esimerkiksi elektroniikkateollisuus, lentoliikenne, lasi- ja optiikkateollisuus sekä lääketiede ja biolääketiede.
Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiön Future Makers -ohjelman rahoituksella tutkitaan superhydrofobisia pintoja esimerkiksi aurinkopaneeleissa, joissa ne estävät energiantuotantoa heikentävän lian kertymisen paneelin pinnalle.
– Tavoitteenamme on nyt perehtyä eri alojen teollisiin tuotantomenetelmiin ja etsiä yhteistyössä lupaavimmat soveltamismahdollisuudet, sanoo tutkija ja liiketoiminnan kehittäjä Juuso Korhonen.
