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真神奇!科学家研制可耐刮擦的新型防水装甲

时间:2020-06-05 10:34:57 来源:cnBeta
物体表面的疏水性涂层,有助于保持医疗器械保持无菌状态、帮助飞机机翼除冰、以及维持太阳能电池板的清洁。得益于纳米结构,这些涂层能够让水滴高效滑落,从而避免污垢、病菌或其它污染物的积聚。然而当前普通纳米涂层的一大缺陷,就是耐刮擦性能不佳。好消息是,芬兰阿尔托大学与中国电子科技大学的科学家们,已经研制出了一种特殊的防水装甲。

横截面图(来自:Aalto University)

通常情况下,纳米疏水涂层应用了在基板上凸起的“森林状”结构,但可惜这些结构相当脆弱,会随着时间的推移而很快磨损,导致那部分区域很快失去疏水性。

不过芬兰阿尔托大学和中国电子科技大学的科学家们,已经研制出了一种特殊的涂层装甲,声称是解决这类问题的一个有效方法。

其工艺包括先将纳米倒金字塔形状的蜂窝图案网格蚀刻到金属、玻璃或陶瓷等基板上,然后将超疏水性化学涂料涂覆到金字塔的内部。

那样当锋利的刀片或砂纸等工具划过装甲表面时,棱锥之间的凸脊可使之不掉入结构的内部,以保护底下的防水涂层。

此外,科学家们还对表面进行了特殊处理,使之能够耐受高压水喷射、极端湿度、在腐蚀性化学药剂中浸泡数小时、以及在 100℃(212℉)高温下烘烤数周的时间。

即便经过了上述严苛的测试,新型防水装甲涂层仍能够保持在物体表面的超强疏水特性。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然》期刊上,原标题为《Design of robust superhydrophobic s》。

阿尔托大学的 Robin Ras 教授补充道:“我们用不同大小和形状的材料制成了蜂窝状的涂层装甲,其优势在于各种不同材料的通用性上,让我们得以灵活设计各种耐用的防水表面”。

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