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新型物理超疏水材料油水不粘

  • 发布时间:2014-11-29 01:30:49  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  科技日报讯 (记者王小龙)不粘油也不粘水,液体落在上面会像小球一样快速散开……美国科学家日前开发出一种神奇的疏水材料,将其喷涂在玻璃、金属、塑料等材料的表面就能让其排斥几乎所有液体。经过处理的材料具有耐紫外线、耐高温、耐腐蚀的特征。由于疏水性能来自于其独特的微观物理属性,除工业外,该技术还可被用于生物医学领域。相关论文发表在《科学》杂志上。

  物理学家组织网11月28日报道称,关于疏水性材料,自然界中常见的例子是荷叶。其表面的绒毛能减少叶片与水的接触,让水在表面张力的作用下形成水滴而不会粘在叶片上。新技术正是受到这一现象的启发。

  领导此项研究的加州大学洛杉矶分校机械和航空航天工程教授金昌津(音译)说,该技术的关键是在材料表面制造出一种独特的纳米纹理结构。为此,他们在材料表面制造出了无数个纳米尺度的“平头钉”,每个“钉子”头部的直径约为20微米,之间相隔100微米,横截面看起来就像是衬线体字母“T”。由于它完全依靠纹理实现的疏水性能,与材料的化学属性无关,金昌津称之为“机械式疏水表面”。

  实验发现,在经过处理的表面上,液体会自动形成球形,在表面发生倾斜时就会发生滚动。液体四周几乎都由空气包围,受重力的作用,这些液体就像是“坐在”一个由95%的空气构成的“垫子”上。在表面张力的作用下,液体会维持球形,在材料表面来回滚动而不会发生塌陷。

  研究人员发现,经过处理的表面能够排斥包括水、油和许多溶剂在内的几乎所有的液体,就连目前已知的表面张力最小的液体——名为全氟己烷的含氟溶剂也不在话下。该技术适用于玻璃、金属和塑料等多种表面,不会因原始材料的特性影响其疏水性能。

  研究人员称,经过该技术处理的材料还具有一定的耐久性,对紫外线、极端温度都不敏感,可以在室外环境中持续使用很长的一段时间,因此可将其用于建筑物、车辆或太阳能电池表面。在工业中使用这种技术则能够提高部件防腐性能,达到延长使用寿命的目的。

  总编辑圈点

  在科学高度综合、交叉渗透的今天,我们眼中再熟悉不过的自然现象,都可能被科学家玩到极致——受荷叶上晶莹剔透的露珠启发,科学家成功用纳米技术开发出排斥几乎所有液体的疏水材料。人类将因此享受到巨大“实惠”,想象一下,以后不管是仰望星空的科学探索,还是脚踏实地的吃穿住行,恐怕很多与材料相关的传统产业都要宣告“破产”了,取而代之的,一定是更能满足人类“高大上”需求的各类新兴产业。若上台鞠躬,请先谢“荷叶”!

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