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这种防水防油材料性能好又便宜,抖一抖就干净了

原标题:这种防水防油材料性能好又便宜,抖一抖就干净了

香港大学最近研究出了一种「互联疏液结构」的防水防油材料,可应用在防水衣物、防污厨具、大型船只等方面,将其覆盖在纺织品、金属、玻璃等物体表面,就可以达到防水防油的效果。举两个例子,这种材料如果被覆盖在衣服表面,以后你就不用洗衣了,抖一抖就干净;如果覆盖在厨具表面,做完饭后,用水冲一下就干净了。是不是很神奇?

从理论上说,最理想的防水防油(疏液)材料,可以弹走任何不同体积的液体,不被粘黏。现在市面上已经存在防水防油材料,但不能在保证良好防水防油功能的同时,又满足耐用度高、大面积制造、成本低廉的要求。原因是现在工程学上微结构的设计和材料制造方式上还有不足。导致大部分相关产品只能防水,很少能做到防油。而且,这些产品一般使用化学方法防水,成本高且污染环境。

为解决这个问题,香港大学工程学院机械工程系王立秋教授带领的团队,借助从节肢动物跳虫上获得的灵感,采用新的结构设计和编造方法制造出了新的防水防油材料,并用「液滴微流控」方法制造出「多孔疏液表面」。这种新材料用纯物理方法即可做到防水防油。

王立秋教授(右)及朱平安博士展示他们的防水防油物料。来源:香港大学

跳虫生活在土壤中,经常遇到雨水冲洗甚至被淹没。这使得它们进化出了强韧的角质表皮,同时具有良好的排水能力。研究团队模仿跳虫的表皮结构,设计出了具有互联凹角特点的多孔表面——互相连接提高强韧度的同时保证防水能力——解决了防水能力和强韧度之间不可兼得的矛盾。

跳虫(体长约 2.5 毫米)。來源: Brian Valentine

实验证明,具有「互联疏液结构」的材料可以排斥水、油、表面活性剂溶液(如洗洁精)和有机溶剂等至少 10 种液体,相比单独结构,强韧度提高了 21 倍。同时,其柔韧性让其可以被覆盖在多种物体上。

模仿跳虫表皮结构设计的疏液表面。来源:香港大学

此外,研究团队用「液滴微流控」方法,可以精准控制每颗微粒液体的尺寸、结构和化学成分,制造出大面积且结构均一的材料。

最重要的是,这种材料还非常便宜,每平方米的成本仅为约 1 元港币(7 角到 1 元 3 角港币),为市面产品价格的千分之一。港大预计,该材料在未来 2 到 3 年内能被应用到日常用品上。

以这项研究为基础,未来还可以按照实际需要,进一步设计制造出不同形状、不同防水或排水能力、不同强韧度的物料,应用到能源、建筑、车辆、化学工程、电子、环境、生物医学、制造业、船舶、军事设施等领域。没有做不到,只有想不到,对于这项研究的应用,你认为还能应用在哪些地方?有没有人产生了大胆的想法?

头图来源:香港大学

责任编辑:早优夫斯基返回搜狐,查看更多

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