新型納米涂層可屏蔽上百種液體浸透

美國密歇根大學和空軍研究實驗室合作開發(fā)出一種新型納米涂層材料，其中95%以上是空氣，能排斥上百種液體。用這種材料涂在紗網(wǎng)或織物上，其表面可形成一種對液體的彈力。用這種布料做成的衣物不僅超級抗污染，保護穿著者免受化學藥品傷害，還可能開發(fā)出用于船舶的先進防水涂料，大大減少水流對船只的拖曳。相關論文發(fā)表在最近出版的《美國化學協(xié)會雜志》上。

這種涂層排斥的一類液體叫做“非牛頓流體”，包括洗發(fā)劑、蛋奶醬、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等。這類液體的黏性取決于它們所受的力。而牛頓流體，如水等，其黏度與自身受力無關。

研究人員將這種納米涂層稱為“超全恐液面”，是一種叫作“聚二甲硅氧烷”的彈性塑料粒子混合物，能從立方納米的尺度對液體形成斥力。研究人員指出，這種材料的化學成分固然重要，但更重要的是它的紋理。無論用在什么物質表面，它都能緊緊纏附在孔狀結構上，由此就在這些孔中形成了更加精細的網(wǎng)。這種結構也意味著涂層中95% 99%的部分形成了氣袋，所以接觸該涂層的任何液體，幾乎都無法觸及它的固體表面。由于液體只能接觸到織物涂層表面的細絲，因此大大減少了分子間的作用力。

“當兩種材料靠得足夠近時，彼此會受對方所帶正電或負電荷的影響。如果是固液接觸，液體就會進入固體并形成擴散。這種納米涂層使固體表面和液滴之間的相互作用大大減小?！闭撐淖髡?、密歇根大學材料科學與工程副教授阿妮斯·圖蒂亞說，“幾乎任何液體滴到上面都會立刻彈開，而不會形成浸潤。目前也有其他相似的防液材料，但把一些表面張力很低的液體如油、酒精、有機酸、有機堿和多種溶劑滴在上面，會有些黏附并四下流散，這種效果并不是我們想要的?！?/p>

研究人員實驗了100多種液體，只有冰箱、空調中所用的兩種氯氟烴能滲透涂層。在實驗室，他們演示了該涂層能排斥咖啡、醬油、植物油、鹽酸和硫酸，避免了衣物污染和皮膚燒傷。圖迪亞說，它還能排斥汽油和多種酒精，“迄今為止，還沒人演示過低表面張力非牛頓流體的彈性”。