永不溼潤:全民超疏水時代

2021-01-16 全球科技總匯
圖:超疏水材料

曾幾何時你是否為冰箱急凍層厚厚的冰塊如何去除而煩惱不已?或者掀開熱鍋蓋時滴落的蒸汽水滴將你的手臂燙傷等等不便而苦惱?這種生活當中的不便罪魁禍首是水,又是否回想起水在荷葉中自由滾動或玫瑰花瓣上掛著晶瑩剔透的水滴既充滿疑問又覺得浪漫?

圖:荷葉表面超疏水特性

荷葉與玫瑰這種自然界中滴水不沾的特性原理在於其表面的特殊物理構造所決定的,它們的表面結構大到微米級,小到納米級。其實自然界中不論植物還是動物乃至昆蟲都有不少類似特殊構造,那麼人類從自然界是否學習到了什麼?

人類最早研究荷葉構造的年代在1964年,到了1977年成功開發出超疏水納米結構塗層材料,開啟了不沾塗層的新時代,譬如全弗烷基、全弗聚醚、全氟辛酸以及大家熟知的特氟龍等塗層材料。

以上塗層基本適用於工業,不僅如此塗層的價格高昂、塗層脫落等問題存在使其無法大規模安全性使用。

截止目前為止,尚未開發出真正意義上達到食品級標準的不沾塗層,已知的幾種常見塗層致癌的國內外報導和實驗結論依然模稜兩可,那麼想達到不沾的特性又不會對健康產生影響的解決辦法存在嗎?

答案是存在的,在已知食品級標準的材料上開發納米結構,譬如文章開頭提到結了冰的冰箱內塑料白色內膽塑料材質、掛滿高溫蒸汽水滴的玻璃材質鍋蓋等等。這類產品成型的方法為注塑和熱壓成型,所以只需要在成型模具表面處理類似荷葉表面微觀納米仿生結構即可。

小編在該溼潤性領域研究已沉浸達兩年之久,實驗無數。最終開發出一整套模具表面處理工藝,使注塑或熱壓成型的材料出模後自帶超疏水屬性,疏水角度達155度(屬超疏水等級)。

圖:超疏水角度定義

具體工藝方法小編將在後期編輯整理後呈現。

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