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防水材料迎来了新的春天!新型喷雾涂层研制成功
李明 2016-09-13
导语

现如今的防水材料强度都较低,但近日,澳大利亚国立大学的研究者们研制出了一种高强度的防水材料,这种材料除了防水材料的应用之外,还可以广泛应用于防腐、自我清洁、防油等功能性涂层中。

超疏水涂层在商业和工业领域都有着非常广阔的应用前景。但大多数涂层的防水性却不能持久,也就是说他们的水排斥属性很容易丢失。近日,澳大利亚国立大学( ANU )的科学家开发出一种新的超疏水喷雾涂层,比现有超疏水涂层防水性能更持久,同时生产成本也更低。

疏水性材料表面容易受损导致性能下降

疏水性材料的表面通常比较粗糙,由规则排列的纳米柱状结构组成。当水滴落在这种粗糙表面时,有一些空气会被“关到”水与固体表面之间,导致水珠大部分与空气接触,与固体直接接触面积反而大大减小。

图:荷叶表面具有疏水性(左)以及表面在扫描电子显微镜下的形貌(右,比例尺为1 µm)

但也存在一个问题,这些复杂的表面很容易受到损伤,从而降低材料的长期防水效果。例如,含氟纳米二氧化硅是一种防水性很强的超疏水材料,但它在商业应用上防水表现却不甚理想,原因就是在机械加工过程中造成的材料表面磨损导致了防水性能的大大减弱。

澳大利亚科学家大大提升超疏水材料的防水耐久性

澳大利亚国立大学( ANU )工程研究学院纳米技术研究实验室的科学家便开始在提高超疏水材料的防水耐久性上下功夫。他们新开发的超疏水材料涂层,加入了聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯,大大增加了材料表面的粗糙程度。在实验中,研究人员发现,涂层在长期磨损破坏下也不会对其超疏水性能造成太大影响。

该团队通过将刚性和柔性的两种塑料结合,制造出了一种比之前的材料更强的的涂料。该实验室的博士生William Wong说:“这就像是用两种不同材料互相编织制成的渔网。”

新型超疏水材料涂层也能抵御来自酸溶液、紫外线和一些清洗溶剂的腐蚀。该涂层只需进行一次性喷涂,就可以长久保持喷涂表面的防水性能。

新型超疏水材料应用领域广泛

这种新的保护层最终可以被用于防水手机上,可以防止飞机上结冰,或者保护船体免受侵蚀。Wong说:“这种材料的表面是一层纳米颗粒,上面的水滑落就像是在烧烤。”

超疏水涂料也是透明的,并且具有超好的防紫外线辐射功能。纳米技术研究实验室的首席研究员Antonio Tricoli副教授说:“这种新材料能够改变我们和液体相互作用的方式。”

Tricoli副教授说:“这种材料可以使摩天大楼的窗户保持清洁,并且可以防止浴室的镜子雾化。关键的创新是这种透明的涂层能够使脆性的纳米颗粒保持稳定,从而使大量真实的应用具有超耐久的纳米结构。”

制造方法更便宜更容易

该研究团队研制出了两种方法来制造该材料,这两种都比当前的制造方法更便宜、更容易。其中一种方法使用火焰来产生材料的纳米颗粒成分。对于更低温度的产品,团队在一个喷雾结构中溶解了两种成分。

Wong表示:“除了防水材料之外,控制材料性能的新方法能够被应用于大范围的其他涂层。如今许多功能性涂料强度都较低,但是我们能用同样的原理制造出高强度的涂层,例如,防腐的、自我清洁的或者抗油性的等等功能性涂层。”

新闻链接:

New material to revolutionise water proofing

(本文消息参考自威锋网;)

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  • 超疏水材料
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文章评论(2)
柏宝红[北京航空航天大学]

很有用的技术

793天前 | 回复
柏岩[北京航空航天大学]

如果技术可靠,那超疏水材料广阔的市场空间就被打开了,毕竟需要疏水材料的地方很多

793天前 | 回复
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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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