近日，研究人員開發(fā)出一種新型超疏水涂膜。這種碳?xì)浠衔锿繉由a(chǎn)廉價且環(huán)保，可以取代碳氟化合物(目前用作防水處理的材料)。

　　超疏水材料有很大的發(fā)展前景：首先，可以自行清潔需要干凈的地方;還可以放在金屬表面防止水的腐蝕生銹;第三，基于對昆蟲的研究我們還可以使水上飛行成為可能，在船的表面加上超疏水膜減小阻力節(jié)省能源。目前，我們定義超疏水材料表面穩(wěn)定接觸角要大于150°，滾動接觸角小于10°。

具有超疏水結(jié)構(gòu)的荷葉表面

　　荷葉是人們熟知的超疏水表面。科學(xué)家從荷葉中獲取靈感，試圖模仿植物開發(fā)出具有類似性質(zhì)的碳?xì)浠衔锊牧稀ＨR斯大學(xué)的Andrew Barron說：“自然界明白如何使這些材料環(huán)保且友好，我們的工作是找出如何以及為什么效仿自然界。”

　　萊斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)并測試了一種支鏈烴、低表面能材料(LSEM)和改性羧酸用于外包氧化鋁納米顆粒，所有這些材料的制備都很容易。

　　改性羧酸包含支鏈烴鏈，具有突出和尖起結(jié)構(gòu)。烴鏈?zhǔn)共牧媳砻娲植谇曳浪４植诒砻嬷虚g包含空氣，減少了水滴之間的聯(lián)系，使液滴在表面上容易滑落。

　　這種新開發(fā)的材料是綠色產(chǎn)品，可以替代有毒、昂貴的碳氟化合物，應(yīng)用于超疏水領(lǐng)域。這種材料生產(chǎn)廉價，可以廣泛應(yīng)用于目前已經(jīng)成熟使用的表面旋轉(zhuǎn)、噴涂等技術(shù)。

開發(fā)出新型超疏水材料 助力防蝕防銹

　　接觸角是水界面與材料界面的角度，如果突起高，接觸角角度也會高。180度的角分類僅僅是一個球體的接觸表面，0度角本質(zhì)上呈凹坑狀。

　　巴倫說：“支鏈烴LSEM比碳氟級超疏水涂料效果更好，其接觸角約為155度。觀察可得，這種材料能夠在不同的涂層技術(shù)和不同養(yǎng)護(hù)溫度下保持其性能。新材料可作為減阻涂料廣泛應(yīng)用在海洋領(lǐng)域，其中的一些國際協(xié)議中規(guī)定水要遠(yuǎn)離碳氟化合物和其他有潛在危險的添加劑。

　　巴倫還指出：“具有紋理表面的超疏水涂層經(jīng)常損壞，這會降低材料的疏水性質(zhì)。我們研制的材料具有更隨機(jī)的層次結(jié)構(gòu)，可以在受損傷的情況下維護(hù)其性能。”

　　研究人員正計(jì)劃研究不同類型的基質(zhì)材料以提高材料的粘附性能。研究團(tuán)隊(duì)還考慮將這種表面應(yīng)用在其他商業(yè)領(lǐng)域。

 

責(zé)任編輯：田雙

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