Группа исследователей из Гентского университета, Университета Сучжоу и Цзянсуского технологического университета разработала прозрачное полиуретановое покрытие с уникальными характеристиками самовосстановления и антибактериальной активности. Результаты их работы были опубликованы в журнале Chinese Journal of Polymer Science.
Полиуретановые покрытия широко применяются в автомобильной промышленности, судостроении, электронике и дизайне. Однако они со временем теряют прозрачность, подвергаются царапинам и становятся благоприятной средой для роста микроорганизмов. Существующие технологии не позволяют одновременно обеспечить высокую прозрачность, способность к самовосстановлению, антибактериальные свойства и возможность рециклинга материала.
В новом покрытии учёные использовали динамические соли селенсония, интегрированные в полиуретановую матрицу методом однокотлового синтеза и термоотверждения. Такая структура делает полимерные цепи витримерами, сохраняющими свою твёрдость при комнатной температуре и изменяющими свои свойства при нагревании.
Испытания показали, что образец PU2-C7 способен восстанавливать царапины в течение одного часа при температуре 140 градусов Цельсия. При механическом воздействии этот процесс ускоряется до 20 минут. Покрытие сохраняет свои структурные и функциональные характеристики после многократного механического воздействия.
Антибактериальная активность покрытия была подтверждена испытаниями, которые продемонстрировали его эффективность против кишечной палочки (Escherichia coli) и золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Образец PU3-C7 практически полностью уничтожает бактериальные колонии, разрушая их клеточные мембраны.
Покрытие не выделяет токсичных веществ в окружающую среду, что снижает экологические риски по сравнению с традиционными антибактериальными покрытиями, содержащими вымываемые биоциды.
Высокая прозрачность покрытия обеспечивает пропускание до 90-91% света, что сопоставимо с чистым стеклом. После двух недель выдержки в искусственной морской воде покрытие не набухает, сохраняет свою прозрачность и механическую прочность, что делает его пригодным для использования в экранах, приборах и иллюминаторах на судах.
Однако покрытие имеет и недостатки, такие как более высокая стоимость, обусловленная использованием селенсодержащих компонентов. Тем не менее, оно имеет потенциал для применения в специализированных устройствах, включая глубоководные аппараты, морские сенсоры и медицинские инструменты.