超疏水表面的防水能力很強,因而在抗菌涂層中非常有用,因為可以防止細菌、病毒和其他病原體附著在抗菌涂層表面。不過,超疏水表面有一個重大缺陷:非常容易被切割、被劃或產(chǎn)生凹痕。如果超疏水表面受損,則受損區(qū)域會困住液體,涂層的益處也就不復(fù)存在。不過,據(jù)外媒報道,現(xiàn)在中國電子科技大學(xué)和芬蘭阿爾托大學(xué)的研究人員合作了一種裝甲超疏水表面,可以承受尖銳物體以及鈍物的反復(fù)打擊,還具有世界級的防液體功能。
該項研究設(shè)計了一種由金屬、玻璃或陶瓷制成的超疏水表面。該表面的疏水性源自遍布其表面的納米結(jié)構(gòu),訣竅在于在表面形成微小倒金字塔型的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。然后,蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)涂覆上易碎的防水化學(xué)物質(zhì),防止任何液體附著在該表面上,而且脆弱的化學(xué)涂層也得到了金字塔壁的保護。
超疏水表面除了具備用于生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的抗菌性能外,還可以廣泛用于任何需要疏水表面的應(yīng)用,如太陽能電池。隨著時間推移,水分和污垢會阻礙太陽能電池吸收光線,降低發(fā)電量。采用超疏水玻璃表面制作太陽能電池板就可讓其在很長一段時間內(nèi)保持原有的效率。此外,由于太陽能電池通常安裝在屋頂以及其他很難接觸到的地方,此種防水涂層還能減少清潔需求。
超疏水表面的其他理想應(yīng)用還包括機器和汽車,此種脆性材料在此種環(huán)境中長期使用會很艱難。為了模擬此種工作環(huán)境,研究人員將此種新表面置于各種極端條件下,包括讓其在100 °C的溫度下不間斷地烘烤數(shù)周、浸泡在高度腐蝕性液體中數(shù)小時、用高壓水噴射、在極端濕度環(huán)境中進行高強度活動,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該表面的防液體能力仍然很高效。
既然此種新材料設(shè)計的優(yōu)勢已經(jīng)得到證明,未來的研究將集中于探索其在實際應(yīng)用中的潛力。
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