為了防止各類液體對表面造成磨損，涂層已廣泛應用在多種產品的表面，手機屏幕、工作臺、相機鏡頭……但涂層多半只能排斥特定液體，密西根大學材料科學團隊近日展示了一種全新涂層，除了光滑、耐用、清晰，還可迅速脫落水、油、酒精或花生醬，幾乎所有已知液體都能排斥。

    Science Daily 報導指出這是密西根大學副教授 Anish Tuteja 實驗室針對涂層一系列突破性研究的最新成果，該團隊過去研發出排斥冰和水的耐久涂層，以及可排斥幾乎所有液體但更脆弱的涂層。

    這種新型涂層結合了先前兩項優點，不但能排斥所有液體、也非常耐用且透明，同時也能輕易應用于任何表面。Tuteja 認為，這種涂層可在電腦屏幕、桌子、地板或墻壁使用，防止任何表面在家事或工業環境中變骯臟。

    但團隊究竟是如何兼顧「耐用」與「阻擋性」（repellent）的？Tuteja 解釋，過去傳統材料科學多半采取「混合并觀察」（mix-and-see）法，將非常耐用的物質和非常具阻擋性的物質混合在一起，但這并不總能產生兩者兼具的結果。

    團隊運用了全新的系統性方式，透過記錄大量物質庫的基本屬性，以數學方式預測任兩個物體組合時產生的變化，這也讓他們能在幾乎無窮無盡的組合中，找出有特定特性的需求元素。

    研究當中，團隊發現比起單純的「耐用」與「阻擋性」，一種稱為部分混溶性（partial miscibility）的特性更重要──這是一種可讓兩種物質以完全正確的方式混合在一起的能力，即使兩個物質本身的耐用性較差，合在一起的化學品也有更耐用的特性。

    盡管如此，調整這種涂層的混溶性也是特殊的挑戰。為了制作光學透明且光滑的多功能涂層，團隊需要找到「阻擋性」物質與具恰到好處混合性的高黏著劑，并在加工和干燥過程中保持涂層光滑。

    研究小組最終發現氟化聚氨酯（fluorinated polyurethane）和一種稱為 F-POSS 的混合物可達成他們的需求。這種混合物可噴涂、刷涂、浸漬或旋涂到各種各樣的表面，并與其緊密結合，雖然表面還是會被鋒利的物體劃傷，但它在日常使用中經久耐用，同時也能保持光學清晰。

    為了確保涂層能在托嬰中心等場所無毒使用，研究團隊也還在進一步研究，Tuteja 估計涂層可能會在未來兩年上市，盡管 F-POSS 現在非常罕見且昂貴，但制造商正擴大量產，再加上氟化聚氨酯非常便宜，Tuteja 相信當涂層面向大眾市場時，價格會非常親民。

    Tuteja 表示他們正在考慮各種可能的行業運用，托嬰中心自然也是選項之一，「我家中有一個 2 歲的孩子，所以對我來說，這個項目不僅是關于科學?！惯@種涂料還可用于冷凍、發電、煉油等所有需要液體冷卻的產業，這種新型涂料將更快分解設備上的冷卻水和化學物品，將效率大幅提升 20%?？剂康揭后w冷卻的廣泛應用性與舊有的高耗能性，這項研究如果順利進行，將能改變許多產業的游戲規則。

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責任編輯：王元

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