此圖為英國(guó)斯旺西科學(xué)家開發(fā)的新型防水防污材料，在噴涂的顯微鏡載片上納米顆粒的功能化以及水滴的攝影圖像的示意圖。根據(jù)斯旺西大學(xué)的科學(xué)家，防水和防污的超親水涂層是一種環(huán)保超疏水涂層。圖片來(lái)源：斯旺西大學(xué)由斯旺西科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的“綠色”項(xiàng)目可以替代用于防水和防污/霧化的更昂貴和危險(xiǎn)的材料。

    斯威南大學(xué)能源安全研究所（ESRI）的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了新材料，其具有無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，并且有望替代用于防水和防污/起霧的更昂貴和危險(xiǎn)的材料。

    具有可調(diào)潤(rùn)濕性的新一類納米材料，從防污涂層到防水表面都有重要應(yīng)用。 斯旺西大學(xué)科學(xué)家制作的材料價(jià)格便宜、無(wú)毒，可通過噴涂或旋涂來(lái)應(yīng)用于各種表面。

    由Shirin Alexander博士和Andrew Barron教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員將他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊ACS Omega上。

    噴涂的納米材料為表面提供了一個(gè)紋理，不論其基質(zhì)，并基于其定制的功能選擇的官能團(tuán)，均可以將表面從超親水（水潤(rùn)濕）改變?yōu)槌杷ǚ浪┑谋砻妗?/span>

    斯旺西大學(xué)灣校區(qū)能源安全研究所的碩士生Wafaa Al-Shatty對(duì)高表面能材料的低表面能進(jìn)行了制備和測(cè)試。

    在實(shí)驗(yàn)中，她使用烴線性和支化羧酸（具有不同的表面能）合成氧化鋁納米顆粒，以證明疏水性可以很容易地根據(jù)化學(xué)官能度的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。研究表明，有機(jī)鏈的微妙變化使其能夠控制表面潤(rùn)濕性、粗糙度、表面能和納米粒子作為表面活性劑的能力。

    粗糙度增強(qiáng)了疏水性和親水性。具有甲氧基（ - OCH3）功能的納米粒子具有很高的表面能，因此具有超親水性能。另一方面，支鏈的碳?xì)浠衔餃p少了表面能量。尖的（支化）鏈?zhǔn)堑谝坏婪谰€，與表面粗糙（在兩種情況下由納米粒子引起）。這種粗糙表面是疏水材料的一個(gè)特征，可以捕捉一個(gè)空氣層，最大限度地減少了表面和水滴之間的接觸，使他們可以滑落。

    為了具備超疏水性，材料必須具有大于150度的水接觸角，而超親水的表面材料其表面具有低于10度的水接觸角。接觸角是水表面與材料表面相交的角度。即使是在不同的涂層技術(shù)和刻蝕溫度，這種材料也具有很好的特性，潛在應(yīng)用包括可用于海洋的減小摩擦涂層。

    烴類超疏水材料可以是通常用于超疏水應(yīng)用的昂貴的有害碳氟化合物的“綠色”替代物。Alexander 說(shuō)：“他們還能夠通過表面活性劑來(lái)降低各種油類、水乳溶液的界面張力。對(duì)理解超疏水和超親水性納米顆粒之間的關(guān)系，以及所得到的油的穩(wěn)定性，乳液性質(zhì)和油/水邊界處的界面張力是非常有啟發(fā)性的，從而可以極大地有益于未來(lái)通過增強(qiáng)的油回收油的更高效率（EOR）的方法。

    該團(tuán)隊(duì)正在努力改善該材料對(duì)各種基材的耐用性，以及在尋找大規(guī)模應(yīng)用到表面。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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