涂层材料论文

美国密歇根大学和空军研究实验室合作开发出一种新型纳米涂层材料，其中95%以上是空气，能排斥上百种液体。用这种材料涂在纱网或织物上，其表面可形成一种对液体的弹力。用这种布料做成的衣物不仅超级抗污染，保护穿着者免受化学药品伤害，还可能开发出用于船舶的先进防水涂料，大大减少水流对船只的拖曳。相关论文发表在最近出版的《美国化学协会杂志》上。 这种涂层排斥的一类液体叫做“非牛顿流体”，包括洗发剂、蛋奶酱、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等，这类液体的黏性取决于它们所受的力。而牛顿流体，如水等，其黏度与自身受力无关。 研究人员将这种纳米涂层称为“超全恐液面”，是一种叫做“聚二甲硅氧烷”的弹性塑料粒子混合物，能从立方纳米的尺度对液体形成斥力。研究人员指出，这种材料的化学成分固然重要，但更重要的是它的纹理。无论用在什么物质表面，它都能紧紧缠附在孔状结构上，由此就在这些孔中形成了更加精细的网。这种结构也意味着涂层中95%—99%的部分形成了气袋，所以接触该涂层的任何液体，几乎都无法触及它的固体表面。由于液体只能接触到织物涂层表面的细丝，因此大大减少了分子间的作用力。“当两种材料靠得足够近时，彼此会受对方所带正电或负电荷的影响。如果是固液接触，液体就会进入固体并形成扩散。这种纳米涂层使固体表面和液滴之间的相互作用大大减小。”论文通讯作者、密歇根大学材料科学与工程副教授阿妮斯·图蒂亚说，“几乎任何液体滴到上面都会立刻弹开，而不会形成浸润。目前也有其他相似的防液材料，但把一些表面张力很低的液体如油、酒精、有机酸、有机碱和多种溶剂滴在上面，会有些黏附并四下流散，这种效果并不是我们想要的。” 研究人员实验了100多种液体，只有冰箱、空调中所用的两种氯氟烃能渗透涂层。在实验室，他们演示了该涂层能排斥咖啡、酱油、植物油、盐酸和硫酸，避免了衣物污染和皮肤烧伤。图迪亚说，它还能排斥汽油和多种酒精，“迄今为止，还没人演示过低表面张力非牛顿流体的弹性”。

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