Nouvelle recherche de l'Université de Binghamton, L'Université d'État de New York pourrait conduire à des peintures et des revêtements plus respectueux de l'environnement.

Dans la mythologie romaine, le dieu Janus avait deux visages pour qu'il puisse voir clairement à la fois le passé et le futur.

Les particules de Janus ont une double nature similaire, car ils sont conçus pour avoir deux surfaces ayant chacune des propriétés physiques distinctes. Une combinaison pour une particule de Janus est d'avoir un côté hydrophile (attiré par l'eau) et l'autre hydrophobe (hydrofuge).

Jusque récemment, Les particules de Janus n'ont pas pu être produites en grande quantité, et leurs applications commerciales n'étaient pas claires. Une étude co-écrite par Binghamton, dirigé par des chercheurs de l'Iowa State University, montre que les nanoparticules pourraient être la clé de peintures et de revêtements plus respectueux de l'environnement.

Xin Yong, professeur adjoint au département de génie mécanique du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science de l'Université de Binghamton, a fait équipe avec Shan Jiang (professeur adjoint au département de science et génie des matériaux de l'université) et Chunhui Xiang. (un professeur adjoint dans son département de l'habillement, Events and Hospitality Management) pour une étude publiée en couverture dans l'édition d'août de la revue Horizons de matériaux .

« Les études précédentes se sont fortement concentrées sur les structures formées par ces particules à très petite échelle, car ils ont des propriétés de surface uniques, " Yong a dit. " Dans cette étude, nous essayons d'utiliser ces particules pour améliorer les performances des peintures et revêtements, auquel personne n'a jamais pensé."

Pensez une minute à peindre un mur de votre maison ou de votre appartement. Pour le faire correctement, il existe quelques méthodes générales. Vous pouvez faire une couche d'apprêt puis une couche de peinture, ce qui peut prendre deux fois plus de temps. Vous pouvez mélanger des peintures avec des solvants, mais les solvants représentent un risque pour la santé et les fumées peuvent être un problème dans les espaces mal ventilés. Ou vous pouvez utiliser des peintures à base d'eau telles que le latex ou le latex acrylique, mais beaucoup d'entre eux contiennent encore des solvants et peuvent ne pas être aussi durables.

Fabricants d'électronique, les meubles et de nombreux autres produits font face aux mêmes options pour les produits qu'ils fabriquent, et ils doivent choisir ce qui a du sens pour chaque élément individuel fabriqué.

Pour l'article "Auto-stratification des particules amphiphiles sur les surfaces de revêtement, " l'équipe de recherche a mélangé des particules de Janus hydrophiles/hydrophobes avec des peintures commerciales, puis peint des surfaces pour voir comment les particules réagiraient.

Le résultat :Le côté hydrophile orienté vers la surface et a aidé les revêtements à mieux adhérer, tandis que le côté hydrophobe était tourné vers la surface et le rendait hydrofuge. Les chercheurs ont également découvert que les particules se diffusaient et se disposaient en couches auto-stratifiées plus rapidement et d'une manière qui ne suivait pas complètement leurs hypothèses.

"Actuellement aucune théorie ne peut être utilisée pour expliquer les comportements d'auto-stratification des particules de Janus, " dit Jiang. " Cependant, plus d'études sont justifiées pour sonder le mécanisme détaillé [des particules]. J'espère qu'en comprenant parfaitement les principes de l'auto-stratification des particules de Janus, nous serons en mesure de concevoir des matériaux de revêtement « intelligents » de nouvelle génération plus respectueux de l'environnement avec de meilleures propriétés. »

L'équipe pense que les particules Janus peuvent s'avérer bénéfiques dans de nombreuses autres applications, y compris les cosmétiques, Impression 3D et formulations de médicaments.