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科学家研发出理想防水防污材料:未来可满足建筑等领域需求

http://www.coatings.hc360.com2017年11月30日09:45 来源:《新华网》T|T

    慧聪涂料网讯:近日,香港大学工程学院机械工程系教授王立秋牵头的突破性研究成功完成。研究团队从跳虫的表皮结构获得灵感,有效解决了防水防污效果与耐久性之间的冲突,并使用创新的“液滴微流控”技术,研发出一种功能强大的“多孔疏液表面”防水防污材料。此技术突破将改变防水防污材料的生产模式,未来可以根据实际需求生产不同形态、防水能力和强韧度的材料,满足不同领域的需求,如建筑、化工、环境、高端制造等。

    美媒称,在有防水防污功能的材料表面,液滴会被弹开而不是粘黏在上面。这类材料有许多重要用途,如防水服和防污厨具等。这类材料可以用作船舶的降阻涂层,有助于提升货轮和军舰的航速,同时节约能源。人们梦想研发的防水防污材料应该具备很强的拒液性、韧度高以及商业投产的成本低,然而由于传统工程学微结构设计和材料制造方式上尚存不足,现有防水防污材料的实际表现并不令人满意。

    据美国每日科学网站11月14日报道,然而这个挑战最近被香港大学工程学院机械工程系教授王立秋牵头的突破性研究所克服。研究人员使用创新的“液滴微流控”技术,研发出一种功能强大的“多孔疏液表面”防水防污材料。纺织物、金属和玻璃等制品如果覆盖一层这种多孔表层,就可以防水防污。

    相关研究论文近期已刊发在学术杂志《自然·通讯》上,未来采用该研究团队所研发新技术的衣物,即使在下雨天也不会被淋湿。

    研究团队从跳虫的表皮结构获得灵感,有效解决了防水防污效果与耐久性之间的冲突。跳虫是一种生活在土壤里的节肢动物,其栖息地经常遭到雨水侵扰,因此它们进化出了既强韧又具有强大防水能力的角质表皮,一方面抵御土壤颗粒的摩擦,一方面在潮湿环境生存。研究团队模仿跳虫的表皮结构,设计出了同时照顾强韧度和防水能力的蜂巢状的多孔表面。这种功能强大的防水防污表面革命性的体,其中包括水、表面活性剂溶液、油和有机溶剂等,并且相比单独结构,强韧度提高了21倍。这种材料的柔韧性很高,可以覆盖在各种制品上达到防水防污效果。

    此外,研究团队通过“液滴微流控”技术制造多孔表面,可以精准控制材料的尺寸、结构和形状,并实现低成本商业生产。这种材料的成本每平方米只需0.7港元至1.3港元,只有聚四氟乙烯防水膜等市面产品采购成本的千分之一。

    报道称,这个技术突破将改变防水防污材料的生产模式,未来可以根据实际需求生产不同形态、防水能力和强韧度的材料,满足不同领域的需求,如能源、建筑、汽车、化工、电器、环境、生物医药、高端制造、船舶以及军事装备等。

责任编辑:王倩5

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