如何挤出最后一滴洗发水？

中科院半导体所 · 公众号 · · 2020-03-24 18:00

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本文转载自公众号“把科学带回家”（ID：steamforkids）

撰文 | Mirror

刚把头发打湿，结果挤不出洗发水了，再怎么使劲甩瓶也只能弄出一点。但机智的你知道洗发水并没有用完——拧开瓶盖，内壁还顽固地粘着不少洗发水赖着不出来。无奈之下，只能派“水”来强行带走，但总感觉 冲多少遍都有残留 。

不仅是瓶壁内残留的洗发水会造成浪费，每次挤洗发水总有一些“流连”在瓶口，日积月累，原本起清洁作用的洗发水反而看起来像污渍。而像番茄酱、辣椒酱这样的酱料瓶口，如果有未及时清理的残留物就不只是美观问题，还可能 引入污染，产生健康隐患 。

那有什么办法可以把洗发水或酱料干干净净、利利索索地倒出来，而不像前面描述的那样“拖泥带水”呢？

暴力拆瓶是很彻底，如果你只想用最后一次的话……

还是先跟小编先摸清这些粘稠流体的性质：不论是洗涤用品还是酱汁，它们的成分都有 亲水或亲油 的特点。

像酱油、果汁这类大都属于 水基的流体 ，也就是说它们的 含水量很高 。对于它们，科学家早已发明出有效的疏水材料。灵感来自大家都很熟悉的、“洁身自好”的荷叶 ——荷花出淤泥而不染，荷叶落雨滴而不湿（非原句）。

在仔细观察荷叶表面的微观构造后，科学家发现上面 密布着微小的突起 ，突起间充满空气， 减少了水滴与荷叶的直接接触 ，水滴就会圆滚滚地“溜”走了。

电子显微镜下荷叶表面的超微结构（下）

现在的 大多数超疏水材料都是模仿荷叶 结构设计的 ，例如以 纳米级别的二氧化硅颗粒 制成的超疏水喷涂材料，用在布料表面可以起到“百污不侵”的防污效果。

“妈妈再也不用担心我弄脏白T恤了”

麻省理工学院的科学家发明的超疏水涂层也是类似原理，使用在包装瓶内壁上， 番茄酱和糖浆也能挤得干干净净 。

用超疏水处理后的容器倒番茄酱

用未处理（左）和超疏水处理后（右）的容器倒枫糖浆

不过上述疏水材料 更适用于水基流体 ，对食用油、芝麻酱这类含油量高的物质，效果就不尽人意了。而洗发水等洗涤用品的主要成分是 表面活性剂 。表面活性剂分子 一头亲水，一头亲油 ，因此材料还需要 兼具疏水性和疏油性才能不被粘上 。

我们知道一滴水滴在物体表面还可能形成水珠，但油滴基本都会摊开。这是因为 油的表面张力比水小 ，内聚力不足，容易散在其附着的表面上。表 面活性剂的表面张力也比水小得多，而且浸润能力强 ，想甩开它可不容易。

好消息是，就在几年，俄亥俄州立大学的研究团队已经成功研发出了 兼具超疏水性和超疏油性，且稳定耐用的不粘涂层，几乎能够应对所有常见流体 ，包括难以对付的洗涤剂，先来看看效果。

从未处理表面滴下洗发水（左）和洗衣液（右）：

从不粘涂层表面滴下洗发水（左）和洗衣液（右）：

图源：《科学美国人》

这种材料的疏水原理和上述疏水材料类似，都是 用纳米微粒制造起隔离作用的小突起 。下图珊瑚礁一样的构造就是由 二氧化硅纳米颗粒 形成的 “Y”形结构 ，这样的结构密布在材料表面， “枝丫”之间托着气泡 ，形成空气隔层，从而起到与流体 最小化接触 的作用。