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據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,科學(xué)家已經(jīng)公布了能夠幫助吃東西笨手笨腳的人解決后顧之憂的辦法——適用于衣物,能夠抵御幾乎你所知道的任何臟物的涂層。
這種與眾不同的涂層95%是空氣,從咖啡和酒,到油,甚至是酸,它能擊退每一樣?xùn)|西。這種材料非常輕,可以用它制成“透氣性”衣服,用來(lái)保護(hù)戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵。據(jù)研制出這種材料的美國(guó)密歇根大學(xué)的工程學(xué)研究人員說(shuō),這種空氣成分高達(dá)至少95%的納米涂層,能夠抵御范圍最廣的任何材料形成的液體,促使它們從物體表面反彈出去。除了超強(qiáng)抗污服裝外,這種涂層還能制成透氣性外套,用來(lái)保護(hù)士兵和科學(xué)家,避免他們接觸到危險(xiǎn)化學(xué)物,并能制成防水涂料,減少船只的阻力。當(dāng)通常對(duì)襯衫或者皮膚有害的液滴接觸到這種新型“超疏液表面”時(shí),它們會(huì)被反彈回來(lái)。
該研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)志》上,這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人亞尼施-圖特佳說(shuō):“事實(shí)上你灑在上面的任何液體都會(huì)立刻反彈回來(lái),不會(huì)沾濕衣物。對(duì)很多其他類(lèi)似涂層而言,當(dāng)油類(lèi)、酒、有機(jī)酸、有機(jī)堿和溶劑等表面張力很低的液體沾到它們上面時(shí),就會(huì)在衣物上慢慢擴(kuò)散開(kāi)來(lái),這不是你希望看到的。”他及其同事對(duì)100多種液體進(jìn)行了檢測(cè),發(fā)現(xiàn)只有兩種液體能夠滲透這種涂層。它們是含氯氟烴,這是冰箱和空調(diào)使用的化學(xué)物質(zhì)。通過(guò)示范,圖特佳實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種涂層能夠防止咖啡、醬油、植物油、有毒氫氯酸和能夠灼傷皮膚的硫酸沾到物體上。他表示,這種材料還能抵御汽油和不同種類(lèi)的酒。
為了應(yīng)用這種涂層,研究人員采用了靜電紡絲(Electrospinning)技術(shù),它利用電荷從溶液中制出固體微粒。迄今為止他們已經(jīng)把這種涂層涂抹到小瓷磚上和郵票大小的織物上。該涂層是橡膠塑料粒子聚二甲基硅氧烷(PDMS)和美國(guó)空軍發(fā)明的含有碳、氟、硅和氧的防水納米立方體的混合物。這種材料的化學(xué)性質(zhì)很重要,質(zhì)地也很重要。它會(huì)緊緊包裹住應(yīng)用該材料的物體表面的小孔,在這些小孔里形成更細(xì)小的網(wǎng)。這種結(jié)構(gòu)意味著95%到99%的涂層實(shí)際上是氣囊,因此任何灑落到這種涂層上的液體都很難接觸到固體表面。
由于液體僅接觸到固體表面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而不是更大區(qū)域,因此這種涂層可以顯著減小通常會(huì)把兩種狀態(tài)的分子吸引到一起的分子間的作用力。使這種范德瓦爾斯力產(chǎn)生的影響降至最小。圖特佳說(shuō):“通常當(dāng)兩種材料靠的太近時(shí),它們就會(huì)相互注入一小部分正電荷或者負(fù)電荷,一旦液體接觸到固體表面,就會(huì)在固體上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。我們大大減少了物體表面和液滴之間的互動(dòng)。”幾乎在沒(méi)有擴(kuò)散的誘因下,液滴會(huì)持續(xù)保持原有狀態(tài),只有液滴自身的分子相互作用,它們繼續(xù)保持球形,并從涂層表面反彈回來(lái)。這種涂層排斥的一種液體類(lèi)別是所謂的非牛頓種類(lèi),它們包括洗發(fā)液、奶油蛋糕、血液、油漆、粘土和打印機(jī)墨水。
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