據(jù)物理學家組織網(wǎng)1月17日(北京時間)報道,美國密歇根大學和空軍研究實驗室合作開發(fā)出一種新型納米涂層材料,其中95%以上是空氣,能排斥上百種液體。用這種材料涂在紗網(wǎng)或織物上,其表面可形成一種對液體的彈力。用這種布料做成的衣物不僅超級抗污染,保護穿著者免受化學藥品傷害,還可能開發(fā)出用于船舶的先進防水涂料,大大減少水流對船只的拖曳。相關論文發(fā)表在最近出版的《美國化學協(xié)會雜志》上。
這種涂層排斥的一類液體叫做“非牛頓流體”,包括洗發(fā)劑、蛋奶醬、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等,這類液體的黏性取決于它們所受的力。而牛頓流體,如水等,其黏度與自身受力無關。
研究人員將這種納米涂層稱為“超全恐液面”,是一種叫做“聚二甲硅氧烷”的彈性塑料粒子混合物,能從立方納米的尺度對液體形成斥力。研究人員指出,這種材料的化學成分固然重要,但更重要的是它的紋理。無論用在什么物質(zhì)表面,它都能緊緊纏附在孔狀結構上,由此就在這些孔中形成了更加精細的網(wǎng)。這種結構也意味著涂層中95%—99%的部分形成了氣袋,所以接觸該涂層的任何液體,幾乎都無法觸及它的固體表面。由于液體只能接觸到織物涂層表面的細絲,因此大大減少了分子間的作用力。
“當兩種材料靠得足夠近時,彼此會受對方所帶正電或負電荷的影響。如果是固液接觸,液體就會進入固體并形成擴散。這種納米涂層使固體表面和液滴之間的相互作用大大減小!闭撐耐ㄓ嵶髡、密歇根大學材料科學與工程副教授阿妮斯·圖蒂亞說,“幾乎任何液體滴到上面都會立刻彈開,而不會形成浸潤。目前也有其他相似的防液材料,但把一些表面張力很低的液體如油、酒精、有機酸、有機堿和多種溶劑滴在上面,會有些黏附并四下流散,這種效果并不是我們想要的。”
研究人員實驗了100多種液體,只有冰箱、空調(diào)中所用的兩種氯氟烴能滲透涂層。在實驗室,他們演示了該涂層能排斥咖啡、醬油、植物油、鹽酸和硫酸,避免了衣物污染和皮膚燒傷。圖迪亞說,它還能排斥汽油和多種酒精,“迄今為止,還沒人演示過低表面張力非牛頓流體的彈性”。
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