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以河豚尖刺为灵感,日本科学家打造新型超疏水材料

2024-11-02 210


日本科学家以河豚尖刺皮肤为灵感,创造出一种全新的超疏水材料(superhydrophobic),在疏水的同时还保有弹性及耐用度,预期未来将有许多发展用途。

多数超疏水材料都包含一层细小的针状结构从表面垂直伸出,使水滴不会向下移动到表面而是保持在一层空气上方,促使它们最终滚落。然而这些细微针通常非常脆弱,这使得超疏水材料在弯曲、扭曲或沿着坚硬表面摩擦时,细针往往会断裂。

相较之下,河豚的尖刺虽然较大,但也非常柔韧而不容易损坏,考虑到这一点,尽管河豚尖刺皮肤的原意是防止捕食者而非排斥水,日本国家材料科学所仍是决定尝试以更小的规模复制其结构。

科学家先用氧化锌制成微小的尖刺,再添加硅氧树脂(silicone polymer)增强弹性,如此制成的材料便具有弹性针的基质及高度疏水性。

测试显示,新材料在弯曲和磨损超过 1,000 次、或是表面被切掉多次之后仍就能保持稳定的疏水性,同时因为具有弹性和柔韧性,也可以防止撞击和变形。

科学家认为,这种材料未来将具有多方用途,除了可以建模成疏水的物体,也可以做为涂层涂在各种基材上使用。

研究已刊载于《ACS Applied Materials and Interfaces》期刊。

  • Porcupinefish inspires tougher water-repellent material

(首图来源:shutterstock)

2019-09-21 01:28:00

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