据密歇根大学工程研究人员称,一种含95%以上空气的纳米涂层是同类材料中最能排斥液体的,它能使液体从处理过的表面反弹。

除了超级耐污的衣服,这种涂层还可以制成透气的衣服,保护士兵和科学家免受化学物质的伤害,以及大幅减少船舶阻力的高级防水涂料。

通常会损伤你的衬衫或皮肤的液滴,在接触到新的“超无所畏惧的表面”时,会发生反冲。

“实际上,你泼在上面的任何液体都不会弄湿它,而是会立即弹开。材料科学与工程、化学工程和大分子科学与工程助理教授Anish Tuteja说:“对于许多其他类似的涂层,表面张力很低的液体,如油、醇、有机酸、有机碱和溶剂会粘在上面,它们可能会开始扩散,这不是你想要的。”188金宝搏bet官网

Tuteja是一篇关于涂层的论文的通讯作者,发表在最新一期的美国化学学会杂志

他和他的同事们测试了100多种液体,发现只有两种液体能够穿透涂层。它们是用于冰箱和空调的氟氯化碳化学物质。在Tuteja实验室的演示中,这种表面可以排斥咖啡、酱油、植物油,以及可能灼伤皮肤的有毒盐酸和硫酸。Tuteja说它还能抵抗汽油和各种酒精。

为了涂上这种涂层,研究人员使用了一种叫做静电纺丝的技术,这种技术利用电荷从液体溶液中产生微小的固体颗粒。到目前为止,他们已经在屏幕上涂上了小块瓷砖和邮票大小的织物。

该涂层是聚二甲基硅氧烷(PDMS)的橡胶塑料颗粒和由空军开发的含碳、氟、硅和氧的耐液体纳米立方体的混合物。材料的化学成分很重要,但它的质地也很重要。不管它被涂在什么表面,它都能包裹住毛孔结构,还能在这些毛孔中形成更细的网状结构。这种结构意味着95%到99%的涂层实际上是气囊,所以任何接触到涂层的液体几乎都不会接触到固体表面。

由于液体只接触固体表面的细丝,而不是接触更大的面积,因此研制的涂层可以显著降低通常将两种状态的物质拉到一起的分子间作力。这些范德华相互作用力保持在最小值。

Tuteja说:“通常情况下,当两种材料靠近时,188金宝搏bet官网它们会向对方注入少量正电荷或负电荷,一旦液体接触到固体表面,它就会开始扩散。”“我们已经大大减少了表面和液滴之间的相互作用。”

由于几乎没有扩散的动机,液滴保持完整,只与自身的分子相互作用,保持球形,并在涂层上反弹。

这种涂层排斥的一类液体是所谓的非牛顿液体,例如,包括洗发水、蛋奶冻、血液、油漆、粘土和打印机墨水。“没有人证明过低表面张力非牛顿液体的弹跳,”图特贾说。

这篇论文的题目是“用于有效化学屏蔽的超全恐表面”。材料科学与工程专业博士生潘帅军(Shuaijun Pan)和博士后阿伦·科塔(Arun Kota)是该论文的第一作者。188金宝搏bet官网空军研究实验室火箭推进部门的约瑟夫·马布里(Joseph Mabry)也做出了贡献。这项工作由空军科学研究办公室资助。