Raziskovalci Laboratorija za toplotno tehniko (LTT) so razvili prvo okolju prijazno in dolgotrajno superhidrofobno bakreno površino, ki pri vrenju vode omogoča izjemno učinkovito odvajanje toplote. Površina svoje lastnosti ohrani tudi po več sto urah delovanja, kar pomeni pomemben korak k trajnostnim rešitvam hlajenja v elektroniki in energetiki.
Raziskava, objavljena v reviji Small Structures (IF = 11.3), odgovarja na dolgoletni izziv: kako narediti superhidrofobne površine dovolj obstojne za dolgotrajno uporabo. Do zdaj so se te površine pri vrenju hitro obrabile zaradi mehanskih, kemičnih ali toplotnih vplivov.
Raziskovalci so ta izziv rešili z inovativnim šeststopenjskim postopkom obdelave – površino so najprej lasersko teksturirali, jo ultrazvočno obdelali in nanjo po UV-aktivaciji napršili tanko zaščitno plast zlata, na katero so po ponovni UV-aktivaciji vezali vodoodbojen monosloj. Rezultat obdelave je stohastično hierarhična površina, ki ne le da ostane superhidrofobna med dolgotrajnim vrenjem, temveč tudi do 460% izboljša učinkovitost prenosa toplote v primerjavi z običajnim bakrom. Obenem pa ohranja vodoodbojnost pri prehodu v kritični režim filmskega vrenja in zdrži temperature do 400°C. Na ta način odpira nove možnosti za učinkovito odvajanje toplote v naprednih hladilnih sistemih elektronskih naprav, toplotnih ceveh, industrijskih kotlih ter mikro toplotnih izmenjevalcih.
Vodilni avtor raziskave, asist. dr. Jure Berce, pravi: »Naša raziskava prvič presega omejitve, povezane z degradacijo superhidrofobnosti med dolgotrajnim vrenjem, in dokazuje, da bo kmalu mogoče take površine zanesljivo uporabiti tudi v realnih aplikacijah.« Izr. prof. dr. Matevž Zupančič pa dodaja: »Študija ne prinaša zgolj novega postopka obdelave, temveč tudi načrt, kako degradacijo vzeti v obzir že med razvojem naprednih vrelnih površin.«
Shematski prikaz šeststopenjske obdelave in dobljene stohastično hierarhične superhidrofobne površine.