美因茨，德国——眼镜再也不需要清洗了，肮脏的挡风玻璃也成为了过去。德国美因茨的马克斯普朗克聚合物研究所和德国达姆施塔特技术大学的研究人员现在离实现这一目标更近了。他们用蜡烛烟灰制作了一种透明的超疏水玻璃涂层。油和水都从这层涂层上滚下，什么都不留下，甚至当研究人员用喷砂破坏这层时，这一点也是正确的。这种材料的这一特性归功于它的纳米结构。用这种方式密封的表面可以在任何污染或水膜有害或只是令人讨厌的地方使用。

多丽丝·沃尔默讨厌她的眼镜总是这么快就弄脏。然而，这位领导马克斯普朗克聚合物研究所一个研究小组的科学家正在寻找解决这个问题的方法。现在，她和她的团队离找到它更近了一步。美因茨的研究人员现在展示了一种透明涂层，它能很好地阻挡水和油，不仅能防止水和污垢进入眼镜镜片和汽车挡风玻璃，还能防止水和污垢进入摩天大楼的玻璃立面。它还可以防止血液或受污染的液体残留在医疗设备上。

这种涂层基本上由一种极其简单的材料组成:二氧化硅，所有玻璃的主要成分。研究人员在其表面涂上了一种氟化硅化合物，这种化合物已经使其表面防水防油，就像不粘锅一样。真正巧妙的部分是涂层的结构。这就是玻璃超强拒水防油的原因。在有这种涂层的煎锅中，水和油会以水滴的形式滚动。这一层的结构就像海绵状的迷宫，由完全无序的孔隙组成，由微小的球体组成。

Vollmer说:“即使是低粘度的油也不能使圆形表面变湿，尽管这在能量上是最有利的。”这是因为要在表面形成一层薄膜，即使是打湿氟表面的液体也必须压在这些直径约60纳米(1纳米相当于1毫米的百万分之一)的球体上。这需要太多的能量。

这种涂层对于许多应用都是理想的，尤其是因为它很容易生产。Vollmer说:“我们甚至可以用果酱罐来生产。”研究人员用蜡烛火焰产生的烟灰制作了类似玻璃印痕的东西，作为球体多孔结构的模型。研究人员首先将载玻片置于火焰中，使直径约为40纳米的煤烟颗粒在玻璃上形成海绵状结构。下一步是在玻璃容器中(甚至是果酱罐也可以)涂上二氧化硅，通过蒸汽将挥发性有机硅化合物和氨沉积在煤灰沉积上。当他们随后加热这种材料时，煤烟分解了。下一步是将氟化硅化合物蒸汽沉积到空心二氧化硅结构上。

然后，他们尝试用不同的液体湿润这种涂层。然而，他们没有成功，即使他们让十六烷从很高的地方滴到上面;在不粘锅里，十六烷像脸盆里的水一样散开。Vollmer解释说:“最初，一滴石油渗透到海绵状结构中，但随后像橡胶球一样反弹回来。”尽管有一部分液体留在了气孔中，并使材料湿润，但当大多数液滴反弹后以较慢的速度返回到表面时，它将残留在玻璃气孔中的少量己烷再次吸走。最后，团聚的水滴像一个球一样躺在水面上。美因茨的研究人员测试了共含有7种液体的超双疏层，发现没有一种液体被玻璃海绵吸收。

“由于这种材料排斥水和油非常好，它将适合作为一种自清洁涂层，用于大量应用，”Hans-Jürgen Butt说，他是位于美因茨的马克斯普朗克研究所的部门主任，Vollmer和她的团队在这里工作。即使这一层的一部分被移除，玻璃结构仍然保持超疏水性。这是因为它的内部结构和表面结构是一样的。只有当涂层厚度超过一微米时，它才会失去自洁性能。这在实践中很快就会发生，即使用几微米厚的自清洁海绵结构涂在眼镜镜片或窗玻璃上。当研究人员让沙子滴到精致的玻璃结构上时，涂层很快就被磨损掉了。Vollmer说:“下一步，我们希望开发一种具有更好的机械稳定性的超疏水层。”

通过这种涂层的帮助，研究人员希望更多地了解决定材料防水驱油效果的因素。“我们仍然不知道这种关系的细节，”Hans-Jürgen Butt说。“因此，对超双疏材料的研究或多或少是一个试错的过程。”188金宝搏bet官网一旦研究人员对液体润湿或不润湿表面的原因有了系统的了解，工业公司就可以专门开发自清洁涂料，应用于建筑、光学和医药等领域。