近日,據(jù)國外媒體報道,科學家已經(jīng)公布了能夠幫助吃東西笨手笨腳的人解決后顧之憂的辦法——適用于衣物,能夠抵御幾乎你所知道的任何臟物的涂層。
這種與眾不同的涂層95%是空氣,從咖啡和酒,到油,甚至是酸,它能擊退每一樣東西。這種材料非常輕,可以用它制成“透氣性”衣服,用來保護戰(zhàn)場上的士兵。據(jù)研制出這種材料的美國密歇根大學的工程學研究人員說,這種空氣成分高達至少95%的納米涂層,能夠抵御范圍最廣的任何材料形成的液體,促使它們從物體表面反彈出去。
除了超強抗污服裝外,這種涂層還能制成透氣性外套,用來保護士兵和科學家,避免他們接觸到危險化學物,并能制成防水涂料,減少船只的阻力。當通常對襯衫或者皮膚有害的液滴接觸到這種新型“超疏液表面”時,它們會被反彈回來。
科學家研制出新型材料可制成防水涂料
該研究成果發(fā)表在《美國化學會會志》上,這項研究的負責人亞尼施-圖特佳說:“事實上你灑在上面的任何液體都會立刻反彈回來,不會沾濕衣物。對很多其他類似涂層而言,當油類、酒、有機酸、有機堿和溶劑等表面張力很低的液體沾到它們上面時,就會在衣物上慢慢擴散開來,這不是你希望看到的。”他及其同事對100多種液體進行了檢測,發(fā)現(xiàn)只有兩種液體能夠滲透這種涂層。
它們是含氯氟烴,這是冰箱和空調使用的化學物質。通過示范,圖特佳實驗證實這種涂層能夠防止咖啡、醬油、植物油、有毒氫氯酸和能夠灼傷皮膚的硫酸沾到物體上。他表示,這種材料還能抵御汽油和不同種類的酒。
為了應用這種涂層,研究人員采用了靜電紡絲(Electrospinning)技術,它利用電荷從溶液中制出固體微粒。迄今為止他們已經(jīng)把這種涂層涂抹到小瓷磚上和郵票大小的織物上。該涂層是橡膠塑料粒子聚二甲基硅氧烷(PDMS)和美國空軍發(fā)明的含有碳、氟、硅和氧的防水納米立方體的混合物。這種材料的化學性質很重要,質地也很重要。
它會緊緊包裹住應用該材料的物體表面的小孔,在這些小孔里形成更細小的網(wǎng)。這種結構意味著95%到99%的涂層實際上是氣囊,因此任何灑落到這種涂層上的液體都很難接觸到固體表面。
由于液體僅接觸到固體表面的網(wǎng)狀結構,而不是更大區(qū)域,因此這種涂層可以顯著減小通常會把兩種狀態(tài)的分子吸引到一起的分子間的作用力。使這種范德瓦爾斯力產(chǎn)生的影響降至最小。圖特佳說:“通常當兩種材料靠的太近時,它們就會相互注入一小部分正電荷或者負電荷,一旦液體接觸到固體表面,就會在固體上擴散開來。
我們大大減少了物體表面和液滴之間的互動。”幾乎在沒有擴散的誘因下,液滴會持續(xù)保持原有狀態(tài),只有液滴自身的分子相互作用,它們繼續(xù)保持球形,并從涂層表面反彈回來。這種涂層排斥的一種液體類別是所謂的非牛頓種類,它們包括洗發(fā)液、奶油蛋糕、血液、油漆、粘土和打印機墨水。