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再见了,湿身诱惑 | 线上科学日

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2017-06-25 11:10

正文

这些天京津冀地区下大雨,

发生了很多让人…

一点都开心不起来的事情,

比如下面这种,

↓ ↓ ↓



编少我再也按捺不住内心的正义,

感觉有必要强行安利一波了!

对,

就是下面这种“淋不湿”的装备,

要不要来一套?


这些“淋不湿”的装备是做过超疏水处理的,


什么是超疏水?

简单点说,

超疏水的表面具有特殊的微纳米结构,

而且在这些结构上有低表面能物质,

使得水在其表面难以附着…

文末再详细说吧!


美国有个公司叫“超级干”,

原名是ultra everdry,

宣传视频很多,

前三张图也来自他们公司宣传视频,

下面继续看看超疏水喷剂的厉害,

这是喷完不吸水的砖头(右)

这是捏完泥巴不脏的手套(右)

这是喷完不湿的纸(左)


这也是喷完不湿的纸(左)


当然全世界做超疏水研究的人很多,

下面是美国罗切斯特大学研究成果,

方法不同于上面化学涂层,

这是用飞秒激光技术处理的金属表面,

这样的表面具有特殊的微纳米结构,

不但疏水,还吸光哦!(黑色的)


那么疏水和非疏水界面处,

会有什么奇特的现象呢?

这是日本一研究所的科普视频,

现场制作了一个水豆腐…


下面升级一下实验,

将界面变为锯齿状,

会有什么现象?

发现…

水居然从一边自己运动到了另外一端!

这是怎么回事呢!

突然联想到了…

滚烫铁板上的水珠…

手插液氮背后故事多多滴! | 线上开放日


当然这么有趣的实验,

英国的盖蛋慢镜头也会来一发!


好了好了,

现在开始来一波干货了!

超疏水研究的灵感最早来源于荷叶!

另外一个事实是,

其实不止荷叶疏水,比如这个是芋头的叶子…不知道芋头是什么的请点这…)


其实在问答专栏59期“荷叶表面的水为什么成球形?”中已经提出了很多基本物理概念,为我们指点迷津。各位小伙伴可以戳进来看看~(这里这里!


科学家对荷的表面进行了深入的研究!图片来自Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 3240–3255。科学家发现,荷叶能够疏水的奥秘在于两点:

1. 具有特殊的微纳米结构;

2. 具有疏水的生物蜡。


之后,科学家们就开始致力于仿生研究,如今制备超疏水材料的基本思路无外乎两种:

1. 在疏水材料表面构建微纳米结构;

2. 在含有微纳米结构的表面涂覆低表面能物质;

首先介绍的超级干公司的超疏水喷剂的设计制造就基于此。然而这种喷剂最大的问题在于耐久性,经过磨损,冲刷,这种疏水涂层很容易就会被破坏掉。这也是研究和应用上的一大难点。

其实关于超疏水还有一些理解的误区,比如,在表面构建微纳米结构以实现超疏水这种方法并不适用于所有材料,其效果往往和原始材料的疏水或亲水的性质有关,一般而讲,经过表面微纳米化处理的材料,原来疏水的会变得更加疏水,原来亲水的会变得更加亲水(也有特例,比如原来亲水变超疏水,属于个例)。

我国在这方面的研究和应用做出了卓越的贡献,已经达到国际领先水平。


最后贴出两个视频~




从此,

不再需要男朋友的雨伞…


编辑:ikkiikki


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