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可耐刮擦!科學家研制出一種特殊的防水裝甲

2020-06-05 10:34:38  來源:cnBeta

物體表面的疏水性涂層,有助于保持醫療器械保持無菌狀態、幫助飛機機翼除冰、以及維持太陽能電池板的清潔。得益于納米結構,這些涂層能夠讓水滴高效滑落,從而避免污垢、病菌或其它污染物的積聚。然而當前普通納米涂層的一大缺陷,就是耐刮擦性能不佳。好消息是,芬蘭阿爾托大學與中國電子科技大學的科學家們,已經研制出了一種特殊的防水裝甲。

橫截面圖(來自:Aalto University)

通常情況下,納米疏水涂層應用了在基板上凸起的“森林狀”結構,但可惜這些結構相當脆弱,會隨著時間的推移而很快磨損,導致那部分區域很快失去疏水性。

不過芬蘭阿爾托大學和中國電子科技大學的科學家們,已經研制出了一種特殊的涂層裝甲,聲稱是解決這類問題的一個有效方法。

其工藝包括先將納米倒金字塔形狀的蜂窩圖案網格蝕刻到金屬、玻璃或陶瓷等基板上,然后將超疏水性化學涂料涂覆到金字塔的內部。

那樣當鋒利的刀片或砂紙等工具劃過裝甲表面時,棱錐之間的凸脊可使之不掉入結構的內部,以保護底下的防水涂層。

此外,科學家們還對表面進行了特殊處理,使之能夠耐受高壓水噴射、極端濕度、在腐蝕性化學藥劑中浸泡數小時、以及在 100℃(212℉)高溫下烘烤數周的時間。

即便經過了上述嚴苛的測試,新型防水裝甲涂層仍能夠保持在物體表面的超強疏水特性。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《自然》期刊上,原標題為《Design of robust superhydrophobic s》。

阿爾托大學的 Robin Ras 教授補充道:“我們用不同大小和形狀的材料制成了蜂窩狀的涂層裝甲,其優勢在于各種不同材料的通用性上,讓我們得以靈活設計各種耐用的防水表面”。

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