超雙疏界面材料

  大自然賦予了荷葉出淤泥而不染的品行,水鳥身體表面的羽毛不會被水潤濕,這些生物學現象近年來引起了人們的普遍關注,但荷葉的表面不含酯類物質且並不是非常光滑的。

簡介

大自然賦予了荷葉出淤泥而不染的品行,水鳥身體表面的羽毛不會被水潤濕,這些生物學現象近年來引起了人們的普遍關注,但荷葉的表面不含酯類物質且並不是非常光滑的。事實上,荷葉表面、鳥類羽毛在顯微鏡下觀察,它是一種類似於海綿或鳥巢的孔狀組織結構,經空氣填充在裂隙中,防止了水或污物吸附於固體。這一類材料我國的科技人員稱為超疏水或超流油表面材料。

目前國際上對此類材料做了較多的研究,不僅提供了形成新的超疏水材料的可能性,而且提出了製備這類功能材料的方式方法。如:聚氨酯塗覆防水塗層;聚四氟乙烯存在時聚丙烯的電漿聚合;溶劑中分解聚丙烯經真空高溫的多孔凝膠膜等。由於目前在套用中的超疏水性塗層,一般都需要昂貴的疏水性材料(指接觸角為90度以上的材料),並且製備工藝繁瑣,有些填料(如助劑)存在游離甲醛等,不利於環保和人體健康,故使套用、推廣工作十分緩慢。

浙江弘晟材料科技股份有限公司研究人員通過對水滴表面與荷葉(含其它體材料)表面的接觸,做連線式切面研究,發現材料的接觸角大小、形態決定其疏水、疏油、抗污能力。確切地說,這個接觸角(靜態)越大、滾動角(動態)越小,其疏水、疏油、抗污能力越強,水珠也更趨於球狀。比如,鳥的羽毛和荷葉的表面都具有超強疏水性,其接觸角和滾動角分別為 150度和 5度及 160度和 3度。據浙江弘景材料科技股份有限公司總經理喬建介紹,在中科院、浙江省納米材料套用工程技術中心、浙江大學等科研院校大力支持下,該公司科研人員利用納米材料比表面積大、多做。孔結構、表面原子數所占比例大、表面原子的不、飽性等理化性能,以及兩個混合相之間產生很大的作用力這一原理,在體材料表面設計、構造納米結構界面(空氣薄膜)保護層。使界面形態呈凸凹叢針狀納米結構。經檢測,水滴在其表面的接觸角為160。,滾動角為SO,具有超疏水性。進而採用環氧化合物修飾後,又呈現出超雙疏性,也就是說,水相油(食用油)相材料與雙疏界b 面材料的接觸角都大於170o,滾動角都小於 2”,此時,水在仿荷葉狀的界面上呈球狀,稍有外力,即可快速滑動,而不在表面留下任何痕跡,呈現出超強的雙疏性能,即疏水、疏油功能,這種功能材料稱為超雙疏界面材料。據專家介紹,對此製備工藝稍加調整,就可製備出兼有驅除蚊蠅、抗菌防霉、超強阻燃、抗靜電及按需調配的多種功能型界面材料。雙.疏功能持久,具有廣泛地套用前景。

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