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飞翔的尘埃
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超双疏界面材料

(2011-07-10 12:07:57)
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校园

分类: 科学之光
超双疏界面材料 - 概述

   大自然赋予了荷叶出淤泥而不染的品行,水鸟身体表面的羽毛不会被水润湿,这些生物学现象近年来引起了人们的普遍关注,但荷叶的表面不含酯类物质且并不是非常光滑的。事实上,荷叶表面、鸟类羽毛在显微镜下观察,它是一种类似于海绵或鸟巢的孔状组织结构,经空气填充在裂隙中,防止了水或污物吸附于固体。这一类材料我国的科技人员称为超疏水或超流油表面材料。
  目前国际上对此类材料做了较多的研究,不仅提供了形成新的超疏水材料的可能性,而且提出了制备这类功能材料的方式方法。如:聚氨酯涂覆防水涂层;聚四氟乙烯存在时聚丙烯的等离子体聚合;溶剂中分解聚丙烯经真空高温的多孔凝胶膜等。由于目前在应用中的超疏水性涂层,一般都需要昂贵的疏水性材料(指接触角为90度以上的材料),并且制备工艺繁琐,有些填料(如助剂)存在游离甲醛等,不利于环保和人体健康,故使应用、推广工作十分缓慢。
  浙江弘晟材料科技股份有限公司研究人员通过对水滴表面与荷叶(含其它体材料)表面的接触,做连线式切面研究,发现材料的接触角大小、形态决定其疏水、疏油、抗污能力。确切地说,这个接触角(静态)越大、滚动角(动态)越小,其疏水、疏油、抗污能力越强,水珠也更趋于球状。比如,鸟的羽毛和荷叶的表面都具有超强疏水性,其接触角和滚动角分别为 150度和 5度及 160度和 3度。
  据浙江弘景材料科技股份有限公司总经理乔建介绍,在中科院、浙江省纳米材料应用工程技术中心、浙江大学等科研院校大力支持下,该公司科研人员利用纳米材料比表面积大、多做。孔结构、表面原子数所占比例大、表面原子的不、饱性等理化性能,以及两个混合相之间产生很大的作用力这一原理,在体材料表面设计、构造纳米结构界面(空气薄膜)保护层。使界面形态呈凸凹丛针状纳米结构。经检测,水滴在其表面的接触角为160。,滚动角为SO,具有超疏水性。进而采用环氧化合物修饰后,又呈现出超双疏性,也就是说,水相油(食用油)相材料与双疏界b 面材料的接触角都大于170o,滚动角都小于 2”,此时,水在仿荷叶状的界面上呈球状,稍有外力,即可快速滑动,而不在表面留下任何痕迹,呈现出超强的双疏性能,即疏水、疏油功能,这种功能材料称为超双疏界面材料。
  据专家介绍,对此制备工艺稍加调整,就可制备出兼有驱除蚊蝇、抗菌防霉、超强阻燃、抗静电及按需调配的多种功能型界面材料。双.疏功能持久,具有广泛地应用前景。

 

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