具有极端不润湿特性的新型表面材料诞生

中研股份2016年11月2日讯  水滴不会润湿具有疏水特性的特富龙(聚四氟乙烯)涂层表面,而是呈球状在表面滚动。但特富龙(聚四氟乙烯)涂层没有疏油的特性,油滴会在涂层表面润湿铺展。虽然目前已经开发出同时具备超疏水和超疏油的超双疏涂层,但当涂层表面被液体浸润或污染后则会失去超双疏特性。

芬兰阿尔托大学的科学家已经研发出难以被水和油润湿的新型表面材料。该材料不需要通过隔离空气的方法来阻止液滴润湿材料表面。此外,即使新材料被其他液体湿润后也能保持超双疏特性,即在水中疏油和油中疏水。到目前为止,这种现象被人认为是彼此矛盾的,并且不会存在于同一个表面。

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具有极端不润湿特性的新型表面材料诞生

水中的油滴。超双疏表面能够实现在水中保持疏油。

广泛的应用前景

阿尔托大学为博士后研究员田雪林教授表示,“油和水表面之间的竞争性和相互作用在各种技术应用中扮演着至关重要的角色。我们的新表面材料设计可以应用到从自我清洁到防尘等许多方面。”

疏液表面对于某些行业来说非常重要。比如,在海洋工业中,疏液表面水下的极度防油性可以用于防止油污垢和生物污垢。同时,当疏液表面被油覆盖时,其卓越的防水性可以有效地抑制水分减少腐蚀。

阿尔托大学助理教授罗宾·拉斯(Robin Ras)表示,“这种表面材料可以被认为是环境响应性材料,即材料表面的润湿性会随着其接触的环境液体而变化。与其他响应表面材料不同,新表面材料不依赖于可重构的有机分子修饰,而是使用一种新的策略研发的智能材料。当以多孔材料的形式加工时,它可以应用于油包水和水包油乳浊液的分离,而普通油/水分离材料仅用可应用于一种类型的分离”。

两个设计标准

该材料通过将内凹的表面形貌和精细匹配的表面化学成分相结合制备而成。研究人员提出了两种新表面材料的设计标准:液体填充标准和稳定复合界面标准。设计标准导致在表面纹理内稳定地捕获无空气油和水膜。这种液体膜能够在油中实现超疏水,在水中实现超疏油。

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