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美开发出自修复超级光滑涂层
来源:物理学家组织网 | 作者:华凌 编译 | 2014/2/26 14:17:30 | 浏览:1300 | 评论:2

  2011年,哈佛大学一研究团队创建了一种自修复的光滑液体注入式多孔表面,即SLIPS自修复超级光滑涂层,几乎可以“抵御”任何其接触的水、冰、油、盐水、蜡、血液及细菌等浸染。现在,他们修改棉布和涤纶织物的界面,使这些面料具有SLIPS一样强大的抗污染能力。这一最新进展将满足大量消费者和工业应用的需求。该研究成果刊登在庆祝《纳米技术》成立25周年特刊上。

  这种最先进的抗污面料的灵感和设计来自于荷叶,荷叶的纳米微结构表面可抵抗水,引导液滴在边缘气垫上形成珠状。新研发的面料用空气填充的纳米结构排斥水,使其能够击退最水性的液体和灰尘颗粒。但该论文的共同作者之一、韦斯研究所助理研究员西塞莉表示:“珠状的形成过程很容易受到外来压力影响,比如在暴雨时会出现扭曲和磨损等物理性损害。它们还很容易受油状等有机或复杂的液体污染。”

  他们又受食肉猪笼草创建一个漂亮的光滑涂层表面,吸引蚂蚁和蜘蛛等昆虫滑落其陷阱之中的启发,让SLIPS涂层集合了光润膜注入式纳米多孔固体表面的优点,在压力或物理性损坏下也可表现得很好,并能抵抗各种液体,包括石油。

  研究人员说:“我们不想在制冷线圈中有冰、不希望医疗设备里有细菌、不想衣服上有污渍,利用大自然这本藏书可能找到各种解决方案。”在过去几年的研究中,他们已经证明了SLIPS在极端pH和温度条件下的多功能性,并将其成功地涂在从制冷线圈到镜头、窗户和陶瓷不同材料上。

  为了创建具有SLIPS型性能的面料,该研究团队从商店买来现成的棉和涤纶织物,然后在实验室里用两种化学方法处理它们。一种用微小颗粒二氧化硅(SIM)涂覆;另一种用基于氧化铝(SGB)的溶胶凝胶处理。随后把这种面料按照行业标准,进行扭曲、揉搓和沾染等测试。结果表明,SLIPS织物表现出前所未有的抗污能力,能抵御大范围的液体和染色等污染,并且,它处理物理性压力及过度拉紧力也非常好。

  虽然不是每个SLIPS织物都具有透气性,但研究人员希望,这种面料的表现优于目前几乎所有可用的其他抗污面料性能。因此,其最有可能满足极端环境下的需要,比如暴露在污染的液体和处于生物性危害之中,或者军事服装、实验室外套、医用服装、建筑业、制造业,甚至帐篷和体育场馆的特制服装。

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