科學家開發出“滴水不沾”新材料
- 發佈時間：2015-09-07 01:30:44 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
新華社華盛頓9月5日電 （記者林小春）出淤泥而不染的荷葉是天然的不沾水“大師”，它能防雨水但防不了水蒸氣。美國賓夕法尼亞州立大學研究人員最新開發出一種連水蒸氣也不沾的新型奈米材料，真正做到“滴水不沾”。
據研究人員介紹，當液滴落到一個物體的表面，通常出現兩種情況:一是物體表面仍“鎖”有一層薄薄的氣體，液滴漂浮在這層氣體上，而不會沾在物體表面；一是兩者之間沒有氣體，液滴與物體表面緊密接觸，並被限制或黏滯在上面。過去人們開發的倣荷葉防水材料只能在第一種情況下起到效果，而他們則讓材料在第二種情況下也能夠有效工作。
“荷葉表面的疏水性完全依賴於液體底下的一層氣體，但這層氣體很容易被破壞，從而使其喪失疏水性能，”負責研究的助理教授黃得勝解釋説，“我們的研究採用液體潤滑劑取代氣體，大大提高了表面不沾水的性能。”
為了得到這種不沾水錶面，研究人員使用奈米技術在硅片上加工出奈米結構的“柱子”，隨後將一層液體潤滑劑灌入奈米結構中，以降低對液滴滑動的黏滯力。為測試其性能，研究人員將表面傾斜30度，取5微升小水滴放在表面上讓其滑動。測試結果證實，即使液滴底下沒有氣體存在，這種表面依然可以做到“滴水不沾”，其疏水性能遠遠超過先前的各種倣生結構。
相關論文第一作者戴賢明指出，除了硅材料外，金屬、玻璃、陶瓷和塑膠也可用來設計此類不沾水材料。在工業上，此類材料具有重要應用價值，比如，可用來提高發電廠換熱器的冷凝換熱性能，還可防止機翼結冰和結霜造成的安全事故等。
這項研究最近在美國《ACS奈米》期刊線上發表。
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