《ACS纳米》:科学家开发出“滴水不沾”新纳米材料

2025年07月17日 阅读量:198

元素百科给大家介绍一下:出淤泥不染的荷叶是天然的“大师”,可以防雨但不能防水蒸气。宾夕法尼亚州立大学的研究人员最新开发了一种新型纳米材料,连水蒸气都不沾,真正做到了“滴水不沾”。

不沾水材料的研究

据研究人员介绍,当液滴落在物体表面时,通常有两种情况:一种是物体表面仍然“锁定”一层薄气体,液滴漂浮在气体表面,不接触物体表面;一种是两者之间没有气体,液滴与物体表面紧密接触,受到限制或粘附。在过去,人们开发的仿荷叶防水材料只能在第一种情况下工作,而他们使材料在第二种情况下工作有效。

负责研究的助理教授黄德生解释说:“荷叶表面的疏水性完全取决于液体下的一层气体,但这层气体很容易被破坏,从而失去疏水性能,“我们的研究用液体润滑剂代替气体,大大提高了表面不沾水的性能。”

不沾水材料性能测试

研究人员利用纳米技术在硅片上加工出纳米结构的“柱子”,然后将一层液体润滑剂倒入纳米结构中,以降低液滴滑动的粘度。为了测试其性能,研究人员将表面倾斜30度,将5微升水滴放在表面滑动。测试结果证明,即使液滴下没有气体,这种表面仍然可以“滴水”,其疏水性能远远超过以前的仿生结构。

相关论文的第一作者戴贤明指出,除了硅材料外,金属、玻璃、陶瓷和塑料也可以用来设计这种无水材料。这种材料在工业上具有重要的应用价值,如提高电厂热交换器的冷凝和热交换性能,防止机翼冻结和霜冻造成的安全事故。

                                                                                                       责任编辑:qxl

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