It is the perfect invention for the house proud - a substance that means clothes will never stain, glass will not mist and kitchen surfaces automatically shed their germs. Scientists in London have developed a ‘self-cleaning’ coating that can be sprayed or painted onto almost any material. The substance, made out of coated titanium dioxide nanoparticles, works because it is very, very water resistant. Scientists in London have developed a ‘self-cleaning’ coating that can be sprayed or painted onto almost any material. The substance is made out of coated titanium dioxide nanoparticles and any drop of moisture which touches it turns into a ball and rolls away, cleaning up any dust or germs in its path . Any drop of moisture which touches it turns into a ball and rolls away, cleaning up any dust or germs in its path. The breakthrough, by chemists at University College London, comes after years of research into highly water-resistant - or ‘superhydrophobic’ - substances. The idea was inspired by copying elements from nature. Waxy feathers, for example, repel water, keeping a bird afloat and its plumage clean. The petals of a lotus flower, in a similar way, shed moisture, meaning they are not weighed down and damaged by rain. Within weeks of after Samsung releasing its waterproof Galaxy S5 last year, Apple filed a patent that took its rival’s technology a step further. Called ‘Methods for shielding electronic components from moisture’, the filing awarded today describes a way of making the inside of a phone waterproof rather than the outside. Individual components would be covered in a thin film designed to stop liquids damaging the phone, even if it manages to penetrate the outer casing. Professor Ivan Parkin, head of chemistry at UCL, said: ‘If we can do this as well as nature does it, we will have a series of breakthrough products.’ Applications for the spray might include self-cleaning paint, which is resistant to coffee spills, damp or mould. The substance may also be used in hospital theatres to stop bacteria accumulating. Or it might be used on the hulls of boats, reducing friction with the water, allowing more speed and requiring less fuel. Professor Parkin, whose work is published in the journal Science, added: ‘If it goes well you might see products on shop shelves in the order of two to four years.’ PhD student Yao Lu, whose lab work at UCL contributed to the breakthrough, has shown in a series of tests that the substance can be applied to the threads of textiles which could allow it to be used to create waterproof and stainproof clothes. Mr Lu demonstrated that cotton-wool coated with the substance could be dipped into blue coloured dye and yet emerge pristine white. Crucially, the student and his colleagues managed to develop a material that is far more robust than previous ‘self-cleaning’ substances. The experts demonstrated that cotton-wool coated with the substance could be dipped into blue coloured dye and yet emerge pristine white (pictured). In addition, the coated titanium dioxide nanoparticles are so tough that they survived being rubbed 40 times with sandpaper . The idea was inspired by copying elements from nature. Waxy feathers, for example, repel water, keeping a bird afloat and its plumage clean. The petals of a lotus flower, in a similar way, shed moisture meaning they are not weighed down and damaged by rain (pictured) Previous attempts have failed because the coating could be wiped off with a napkin. But coated titanium dioxide nanoparticles are so tough that they survived being rubbed 40 times with sandpaper. Mr Lu said: ‘Being waterproof allows materials to self-clean as water forms marble-shaped droplets that roll over the surface, acting like miniature vacuum cleaners picking up dirt, viruses and bacteria along the way. ‘For this to happen, the surface must be rough and waxy, so we set out to create these conditions on hard and soft surfaces by designing our own paint and combining it with different adhesives to help the surfaces withstand damage.’ Professor Claire Carmalt, co-author of the work, said: ‘The biggest challenge for the widespread application of self-cleaning surfaces is finding a way to make them tough enough to withstand everyday damage. ‘The surfaces tend to be mechanically weak and so rub off easily, but by pairing our paint with different adhesives, we’ve shown it is possible to make a robust self-cleaning surface. ‘We used materials that are readily available so our methods can be scaled-up for industrial applications.’ Brigham Young University researchers in Utah recently created a technique to make any surface super-waterproof by adding tiny structures to the surface instead. This causes droplets to bounce (pictured), rather than roll, off. Researchers claim it could be used to make solar panels, ships and planes waterproof .
The substance is made out of coated titanium dioxide nanoparticles .
Any drop of moisture that touches it turns into a ball and rolls away .
As it rolls off the surface it takes dust, dirt and germs with it .
The breakthrough was made by chemists at University College London .
It was inspired by the way feathers keep birds afloat and plumage clean .
זוהי ההמצאה המושלמת לבית גאה - חומר שמשמעותו שהבגדים לעולם לא יכתימו, הזכוכית לא תערפל ומשטחי המטבח משילים אוטומטית את החיידקים שלהם. מדענים בלונדון פיתחו ציפוי 'ניקוי עצמי' שניתן לרסס או לצבוע כמעט על כל חומר. החומר, העשוי מננו-חלקיקי טיטניום דו-חמצני מצופים, עובד מכיוון שהוא מאוד מאוד עמיד במים. מדענים בלונדון פיתחו ציפוי 'ניקוי עצמי' שניתן לרסס או לצבוע כמעט על כל חומר. החומר עשוי מננו-חלקיקי טיטניום דו חמצני מצופים וכל טיפת לחות שנוגעת בו הופכת לכדור ומתגלגלת, מנקה כל אבק או חיידקים בדרכו. כל טיפת לחות שנוגעת בה הופכת לכדור ומתגלגלת, מנקה כל אבק או חיידקים בדרכה. פריצת הדרך, על ידי כימאים מאוניברסיטת קולג' בלונדון, מגיעה לאחר שנים של מחקר בחומרים עמידים מאוד במים - או 'סופר הידרופוביים'. הרעיון נוצר בהשראת העתקת אלמנטים מהטבע. נוצות שעווה, למשל, דוחות מים, שומרות על ציפור על פני המים ועל הנוצות שלה נקיות. עלי הכותרת של פרח הלוטוס, באופן דומה, משילים לחות, כלומר אינם כבדים ונפגעים מהגשם. בתוך שבועות לאחר שסמסונג שחררה את ה-Galaxy S5 העמיד למים בשנה שעברה, אפל הגישה פטנט שלקח את הטכנולוגיה של יריבתה צעד קדימה. התיק שנקרא "שיטות להגנה על רכיבים אלקטרוניים מפני רטיבות", מתאר דרך להפוך את החלק הפנימי של הטלפון לעמיד למים ולא מבחוץ. רכיבים בודדים יהיו מכוסים בסרט דק שנועד למנוע מנוזלים לפגוע בטלפון, גם אם הוא מצליח לחדור למעטפת החיצונית. פרופסור איוון פרקין, ראש מחלקת כימיה ב-UCL, אמר: "אם נוכל לעשות את זה כמו שהטבע עושה את זה, תהיה לנו סדרה של מוצרים פורצי דרך." יישומים לתרסיס עשויים לכלול צבע מנקה עצמי, שהוא עמיד בפני נשפך קפה, לח או עובש. החומר עשוי לשמש גם בבתי חולים כדי לעצור את הצטברות החיידקים. או שהוא עשוי לשמש על גוף סירות, להפחית את החיכוך עם המים, לאפשר יותר מהירות ודורש פחות דלק. פרופסור פרקין, שעבודתו מתפרסמת בכתב העת Science, הוסיף: "אם זה ילך טוב, אולי תראה מוצרים על מדפי החנויות בסדר גודל של שנתיים עד ארבע שנים." סטודנט לדוקטורט יאו לו, שעבודת המעבדה שלו ב-UCL תרמה לפריצת הדרך. , הראתה בסדרת בדיקות שניתן למרוח את החומר על חוטי טקסטיל מה שיכול לאפשר להשתמש בו ליצירת בגדים אטומים למים ולכתמים. מר לו הוכיח שניתן לטבול צמר גפן מצופה בחומר בצבע כחול ועדיין לצאת לבן טהור. באופן מכריע, התלמיד ועמיתיו הצליחו לפתח חומר חזק הרבה יותר מחומרים 'ניקוי עצמי' קודמים. המומחים הוכיחו שניתן לטבול צמר גפן מצופה בחומר בצבע כחול ועדיין לצאת לבן וטהור (בתמונה). בנוסף, חלקיקי הננו-דו-תחמוצת הטיטניום המצופים הם כל כך קשים עד שהם שרדו משפשוף 40 פעמים עם נייר זכוכית. הרעיון נוצר בהשראת העתקת אלמנטים מהטבע. נוצות שעווה, למשל, דוחות מים, שומרות על ציפור על פני המים ועל הנוצות שלה נקיות. עלי הכותרת של פרח הלוטוס, באופן דומה, משילים לחות כלומר אינם כבדים ונפגעים מגשם (בתמונה) ניסיונות קודמים כשלו כי ניתן היה לנגב את הציפוי עם מפית. אבל ננו-חלקיקי טיטניום דו-חמצני מצופים הם כל כך קשים עד שהם שרדו משפשוף 40 פעמים עם נייר זכוכית. מר לו אמר: "היותך עמיד למים מאפשר לחומרים להתנקות מעצמם, שכן מים יוצרים טיפות בצורת שיש שמתגלגלות על פני השטח, פועלות כמו שואבי אבק מיניאטוריים שאוספים לכלוך, וירוסים וחיידקים לאורך הדרך. "כדי שזה יקרה, המשטח חייב להיות מחוספס ושעוותי, אז יצאנו ליצור את התנאים האלה על משטחים קשים ורכים על ידי עיצוב צבע משלנו ושילובו עם דבקים שונים כדי לעזור למשטחים לעמוד בפני נזקים." פרופסור קלייר קרמלט, מחבר שותף של העבודה אמר: "האתגר הגדול ביותר עבור היישום הנרחב של משטחים לניקוי עצמי הוא למצוא דרך להפוך אותם קשים מספיק כדי לעמוד בפני נזקים יומיומיים. "המשטחים נוטים להיות חלשים מבחינה מכנית ולכן נמחקים בקלות, אבל על ידי שילוב הצבע שלנו עם דבקים שונים, הראינו שאפשר ליצור משטח חזק לניקוי עצמי. "השתמשנו בחומרים זמינים כך שניתן להרחיב את השיטות שלנו ליישומים תעשייתיים." חוקרי אוניברסיטת בריגהם יאנג ביוטה יצרו לאחרונה טכניקה להפוך כל משטח עמיד במיוחד למים על ידי הוספת מבנים זעירים על פני השטח במקום זאת. זה גורם לטיפות לקפוץ (בתמונה), במקום להתגלגל, החוצה. חוקרים טוענים שזה יכול לשמש כדי להפוך פאנלים סולאריים, ספינות ומטוסים אטומים למים.
החומר עשוי מננו-חלקיקים מצופים טיטניום דו חמצני.
כל טיפת לחות שנוגעת בה הופכת לכדור ומתגלגלת.
כשהוא מתגלגל מהמשטח הוא לוקח איתו אבק, לכלוך וחיידקים.
פריצת הדרך נעשתה על ידי כימאים מאוניברסיטת קולג' בלונדון.
היא נוצרה בהשראת הדרך שבה נוצות שומרות על ציפורים ונוצות נקיות.