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新型涂层材料可反弹液体防止衣服变脏
添加时间:2013-1-21  作者:孝文  来源:新浪网  点击:1659  
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从油类和咖啡,到酒,用这种新涂层制作的衣服几乎可以把任何脏物反弹回去,甚至可以用来减少船只的阻力

  从油类和咖啡,到酒,用这种新涂层制作的衣服几乎可以把任何脏物反弹回去,甚至可以用来减少船只的阻力

没有涂层的瓷片(左)被液体浸湿了,而经过处理的瓷片(右)仍是干的

没有涂层的瓷片(左)被液体浸湿了,而经过处理的瓷片(右)仍是干的

这种新涂层把倒在上面的咖啡反弹出去

这种新涂层把倒在上面的咖啡反弹出去

高速相机捕捉到的一个液滴停留在密歇根大学研制的一种新超疏液材料的表面

高速相机捕捉到的一个液滴停留在密歇根大学研制的一种新超疏液材料的表面

  据国外媒体报道,科学家已经公布了能够帮助吃东西笨手笨脚的人解决后顾之忧的办法——适用于衣物,能够抵御几乎你所知道的任何脏物的涂层。

  这种与众不同的涂层95%是空气,从咖啡和酒,到油,甚至是酸,它能击退每一样东西。这种材料非常轻,可以用它制成“透气性”衣服,用来保护战场上的士兵。据研制出这种材料的美国密歇根大学的工程学研究人员说,这种空气成分高达至少95%的纳米涂层,能够抵御范围最广的任何材料形成的液体,促使它们从物体表面反弹出去。除了超强抗污服装外,这种涂层还能制成透气性外套,用来保护士兵和科学家,避免他们接触到危险化学物,并能制成防水涂料,减少船只的阻力。当通常对衬衫或者皮肤有害的液滴接触到这种新型“超疏液表面”时,它们会被反弹回来。

  该研究成果发表在《美国化学会会志》上,这项研究的负责人亚尼施-图特佳说:“事实上你洒在上面的任何液体都会立刻反弹回来,不会沾湿衣物。对很多其他类似涂层而言,当油类、酒、有机酸、有机碱和溶剂等表面张力很低的液体沾到它们上面时,就会在衣物上慢慢扩散开来,这不是你希望看到的。”他及其同事对100多种液体进行了检测,发现只有两种液体能够渗透这种涂层。它们是含氯氟烃,这是冰箱和空调使用的化学物质。通过示范,图特佳实验证实这种涂层能够防止咖啡、酱油、植物油、有毒氢氯酸和能够灼伤皮肤的硫酸沾到物体上。他表示,这种材料还能抵御汽油和不同种类的酒。

  为了应用这种涂层,研究人员采用了静电纺丝(Electrospinning)技术,它利用电荷从溶液中制出固体微粒。迄今为止他们已经把这种涂层涂抹到小瓷砖上和邮票大小的织物上。该涂层是橡胶塑料粒子聚二甲基硅氧烷(PDMS)和美国空军发明的含有碳、氟、硅和氧的防水纳米立方体的混合物。这种材料的化学性质很重要,质地也很重要。它会紧紧包裹住应用该材料的物体表面的小孔,在这些小孔里形成更细小的网。这种结构意味着95%到99%的涂层实际上是气囊,因此任何洒落到这种涂层上的液体都很难接触到固体表面。

  由于液体仅接触到固体表面的网状结构,而不是更大区域,因此这种涂层可以显著减小通常会把两种状态的分子吸引到一起的分子间的作用力。使这种范德瓦尔斯力产生的影响降至最小。图特佳说:“通常当两种材料靠的太近时,它们就会相互注入一小部分正电荷或者负电荷,一旦液体接触到固体表面,就会在固体上扩散开来。我们大大减少了物体表面和液滴之间的互动。”几乎在没有扩散的诱因下,液滴会持续保持原有状态,只有液滴自身的分子相互作用,它们继续保持球形,并从涂层表面反弹回来。这种涂层排斥的一种液体类别是所谓的非牛顿种类,它们包括洗发液、奶油蛋糕、血液、油漆、粘土和打印机墨水。

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