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荷葉的靈感:洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅發明超疏不沾液
荷葉的靈感:洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅發明超疏不沾液
2014/12/10 9:03:17 | 浏览:2035 | 评论:0

荷葉的靈感:洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅發明超疏不沾液


「超疏液」結構發明者洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅。
 
荷葉的靈感:洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅發明超疏不沾液
荷葉的靈感:洛加大機械與航天工程研究所博士劉挺毅發明超疏不沾液
 
 
洛杉磯加大機械與航天工程研究所(UCLA Mechanical and Aerospace Engineering)發明「超疏液」(Superomniphobic)結構,任何材料都可以通過類似超級不沾液的微奈米「超疏水」結構使表面變成「超疏液」,讓所有液體都不會浸潤到該物質中。該研究日前發表於科學(Science)期刊上,並已申請國際專利「轉變任何材料表面為疏液體表面」。

「超疏液」結構的發明者之一,來自浙江大學的洛加大劉挺毅博士(見圖,劉挺毅提供)表示,「超疏液」的概念源自於下雨後荷葉表面上有立體且晶瑩的水珠,代表荷葉表面非常疏水,不會讓水珠浸潤到葉子裡。生活中許多防水材料皆由化學結構組成,舉例來說,乾淨的玻璃其實能夠被大部分液體附著,下雨時水珠之所以不會依附在汽車的擋風玻璃上,是因為擋風玻璃已經塗上防水塗層。

如同當今人們煮飯時使用的不沾鍋,其表面塗上鐵氟龍(Telfon)化學材料和微奈米結構的概念,此前已經有人製成「超疏水」和「超疏油」的表面。然而氟化物液體可以完全浸潤現有的一切化學材料,使得之前利用化學塗層的技術失效。這次發明的「超疏液」表面不需要使用化學塗層,而是純物理結構。理論上任何材料只要用此種物理結構製成,就可以阻擋各種液體滲透。

劉挺毅說,「超疏液」表面是由像很多小傘的微奈米結構組成,僅5%是物質表面,另外95%是空氣。儘管如此,微奈米結構卻能有效地支撐液體無法進入小傘周圍的空間,使得液體無法滲透到物體表面。

在科學期刊中,他們對比展示鐵氟龍(化學結構)和「超疏液」(純物理結構)的差別。在「超疏液」表面上,無論是水、甲醇、全氟己烷(3M FC-72電子氟化物)的液滴均仍呈現如珍珠般的立體形狀。但在鐵氟龍表面上,水、甲醇液滴雖也立體,但較扁平,而全氟己烷則是瞬間完全浸潤鐵氟龍表面,看不到任何立體液滴。

「超疏水」用途極廣,可望對醫療器材發展有極大貢獻。由於許多醫療器材置入人體後,過了一段時間和人體內的生物接觸,便會使植入體內的器材產生生物淤積。劉挺毅說,這個概念就如同船在海上行進時,海中許多生物會分泌一些東西讓自己能夠依附在船上。因此,每當船上岸後,可以見到船身上黏有許多苔癬或海中小生物。換句話說,「超疏液」的醫療器材有望防止人體內醫療器材上的生物淤積。 
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