Ở dải kích cỡ nano này (10-6mm), màng nano thuỷ tinh lỏng tạo ra những lớp màng đàn hồi không nhìn thấy, giống như tính chất của vật liệu thuỷ tinh đẩy lùi tất cả các chất bám vào từ chất lỏng tới bụi, và thậm chí cả vi khuẩn. Ngoài ra, màng vật liệu này còn bền nhiệt, axit, tia UV, có thể thở, an toàn với thực phẩm, thân thiện với môi trường. Do vậy, màng phủ nano thuỷ tinh lỏng đang được nghiên cứu ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực.
Công nghệ màng phủ kích cỡ nano có những tính chất khác thường, ưu việt, tốt hơn rất nhiều so với công nghệ màng phủ kích cỡ micro, macro. Do đó, màng phủ nano thuỷ tinh lỏng là loại màng phủ đa tính năng, có thể bảo vệ hầu hết trên tất cả các bề mặt vật liệu.
Thành phần chủ yếu của dung dịch thuỷ tinh lỏng gồm hạt nano SiO2 được phân tán đều và lưu giữ trong dung môi nước hoặc etanol. Các hạt nano SiO2 được chế tạo từ công nghệ sol-gel hoặc chiết tách từ cát thạch anh. Trong dung dịch thuỷ tinh lỏng không có chất kết dính polyme và phụ gia hoá học, khi phun lên trên các bề mặt vật liệu thì các hạt nano SiO2 polyme hoá nhanh tại nhiệt độ phòng trong khoảng nửa giờ và bám dính lên trên bề mặt nhờ lực liên kết lượng tử (hoặc liên kết Vander-Vaal).
Các hạt nano SiO2 phân tán đều trong dung môi nước được sử dụng thích hợp để phun bảo vệ bề mặt như đá, gỗ, vải. Ngược lại, những hạt nano SiO2 phân tán trong dung môi cồn thường sử dụng để phun bảo vệ các bề mặt kim loại, thuỷ tinh và những bề mặt vật liệu đã được sơn phủ trước đó. Hầu hết các bề mặt vật liệu đều có thể được bảo vệ bằng công nghệ màng phủ nano thuỷ tinh lỏng, ngoại trừ nilon và các bề mặt không bám. Tất cả các bề mặt cần phải được làm sạch trước khi phun lớp màng nano thuỷ tinh lỏng.
Một số tính chất và ứng dụng chủ yếu của màng phủ thuỷ tinh lỏng
+ Màng phủ nano thuỷ tinh lỏng trong suốt, siêu mỏng dày khoảng 100nm không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Khi bảo vệ các bề mặt vật liệu không làm thay đổi thẩm mỹ bề mặt, do đó những nét hoa văn nhỏ của vật liệu được bảo vệ vẫn được giữ nguyên.
+ Màng phủ nano thuỷ tinh lỏng siêu kị nước (loại bỏ tất cả các hoá chất bám bẩn bao gồm dung môi, axit và kiềm ( pH= 0,5÷ 12,5).
+ Màng có độ bền lâu cao khoảng 10 năm, hoặc lớn hơn nếu quá trình xử lý bề mặt trước khi bảo vệ tốt.
+ Màng phủ có thể chịu được nhiệt độ từ -1500C tới 4500C. Do đó, sử dụng được trong lò vi sóng, máy giặt, tủ lạnh,… Không cần làm sạch lò vi sóng, tủ lạnh bằng các tác nhân tẩy rửa mà chỉ cần lau sạch bằng nước. Theo tính toàn, khi dùng màng phủ nano thuỷ tinh lỏng có thể chi phí làm sạch tới 90 %. Do đó, trong tương lai, màng phủ này sẽ đem đến môi trường trong sạch hơn.
+ Màng nano thủy tinh lỏng bền với tia UV, trơ về hoạt tính hoá học và trung tính điện. Do đó, còn được sử dụng trong y học như cấy ghép đưa vào cơ thể người, ống thông, bông băng,…
+ Màng có độ đàn hồi cao (200 %) và có tính chất thở khi màng ở mức độ phân tử. Do đó, có thể phủ lên gỗ, vải, đá tượng,... Những vùng vật liệu cần phải thở và có sự đàn hồi. Màng thuỷ tinh lỏng có thể thở, điều đó có nghĩa là không khí và hơi nước bên trong có thể khuyếch tán qua màng. Do đó, có thể sử dụng trong việc bảo vệ cây trồng và hạt mầm. Những ứng dụng trên vườn nho cho thấy những cây nho được bảo vệ bởi màng thuỷ tinh lỏng chống lại nấm, sâu bọ rất tốt. Những hạt giống được bảo vệ nẩy mầm và phát triển nhanh hơn so với những hạt giống không được bảo vệ, do không bị các bào tử nấm tấn công.
+ Khi có lớp màng nano thuỷ tinh lỏng bảo vệ, bề mặt màng trở nên “tĩnh sinh học” thông qua sự trao đổi ion tạo ra môi trường không có sự phát triển của các vi sinh vật. Do đó, thường được sử dụng phủ lên bề mặt bồn rửa, những vùng chuẩn bị thức ăn, y tế,... Màng vật liệu có tính chất kháng khuẩn phù hợp với tiêu chuẩn ASTM E 2180. Thời gian tồn tại hoạt tính kháng khuẩn tương đương với thời gian sống của màng, do những vi khuẩn nằm trên bề mặt không thể phân chia hoặc tái tạo dễ dàng… Trong khi đó, hầu hết các quá trình xử lý để kháng khuẩn khác tương tối đắt và thời gian sống ngắn hơn rất nhiều.
Công nghệ màng phủ nano thuỷ tinh lỏng là một phát hiện mới trong lĩnh vực công nghệ nano. Màng nano thủy tinh lỏng đang được ứng dụng nhiều và đạt được hiệu quả cao trong các lĩnh vực nông nghiệp, y học, thời trang, xây dựng,… và đang làm cuộc cách mạng hoá thay đổi những tồn tại mà hàng ngày con người đang phải đối mặt.
“Nếu một ngày nào đó bạn đang đi dạo quanh lăng mộ Atatuk ở Ankara, bạn đang đi trên màng phủ đó. Nếu bạn đến khám tại một bệnh viện nào đó ở Mỹ, bạn đang được sờ lên màng vật liệu đó, nếu bạn thường xuyên nhìn thấy đoàn tàu cao tốc sạch sẽ, bạn đang nhìn thấy chung và khi bạn ngồi trên ghế sofa trắng trong rất sạch sẽ bạn đang ngồi trên màng vật liệu đó… Tất cả các bề mặt đó đang được màng nano thuỷ tinh lỏng không nhìn thấy bảo vệ”.
Nguồn tạp chí “Paint and Coating industry’’