近日,研究人員開發(fā)出一種新型超疏水涂膜。這種碳?xì)浠衔锿繉由a(chǎn)廉價(jià)且環(huán)保,可以取代碳氟化合物(目前用作防水處理的材料)。
荷葉是人們熟知的超疏水表面??茖W(xué)家從荷葉中獲取靈感,試圖模仿植物開發(fā)出具有類似性質(zhì)的碳?xì)浠衔锊牧稀?/P>
萊斯大學(xué)的Andrew Barron說(shuō):“自然界明白如何使這些材料環(huán)保且友好,我們的工作是找出如何以及為什么效仿自然界?!?
萊斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)并測(cè)試了一種支鏈烴、低表面能材料(LSEM)和改性羧酸用于外包氧化鋁納米顆粒,所有這些材料的制備都很容易。
改性羧酸包含支鏈烴鏈,具有突出和尖起結(jié)構(gòu)。烴鏈?zhǔn)共牧媳砻娲植谇曳浪4植诒砻嬷虚g包含空氣,減少了水滴之間的聯(lián)系,使液滴在表面上容易滑落。
這種新開發(fā)的材料是綠色產(chǎn)品,可以替代有毒、昂貴的碳氟化合物,應(yīng)用于超疏水領(lǐng)域。這種材料生產(chǎn)廉價(jià),可以廣泛應(yīng)用于目前已經(jīng)成熟使用的表面旋轉(zhuǎn)、噴涂等技術(shù)。
接觸角大于150度的材料稱為超疏水材料。接觸角是水界面與材料界面的角度。如果突起高,接觸角角度也會(huì)高。180度的角分類僅僅是一個(gè)球體的接觸表面,0度角本質(zhì)上呈凹坑狀。
巴倫說(shuō):“支鏈烴LSEM比碳氟級(jí)超疏水涂料效果更好,其接觸角約為155度。觀察可得,這種材料能夠在不同的涂層技術(shù)和不同養(yǎng)護(hù)溫度下保持其性能。新材料可作為減阻涂料廣泛應(yīng)用在海洋領(lǐng)域,其中的一些國(guó)際協(xié)議中規(guī)定水要遠(yuǎn)離碳氟化合物和其他有潛在危險(xiǎn)的添加劑。
巴倫還指出:“具有紋理表面的超疏水涂層經(jīng)常損壞,這會(huì)降低材料的疏水性質(zhì)。我們研制的材料具有更隨機(jī)的層次結(jié)構(gòu),可以在受損傷的情況下維護(hù)其性能。”
研究人員正計(jì)劃研究不同類型的基質(zhì)材料以提高材料的粘附性能。研究團(tuán)隊(duì)還考慮將這種表面應(yīng)用在其他商業(yè)領(lǐng)域。
這項(xiàng)研究是由威爾士政府和羅伯特?韋爾奇基金會(huì)資助。