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神奇的“排斥水分子”技术:超疏水材料

2018-06-07网络整理阅读:117评论:

神奇的“排斥水分子”技术:超疏水材料

“水泼不进”的超疏水材料

一盆水泼向一块金属板,水珠像钢珠一样滚落,金属板仍然干爽;一只船桨浸入水中,拿出来时竟然未带起一滴水珠;一杯水倒在一块玻璃板上,水滴紧紧靠在中央“抱成一团”,即使用手搅出来一两滴,它们也立即“跑”回去……

这些现象肉眼看上去违背我们的“常识”,背后其实是超疏水材料在“作怪”。这种通过改变材料的表面自由能和表面粗糙度获得的新型技术,作为涉及生物、物理、化学以及材料等多学科交叉的科技前沿,,目前在科学研究、军事应用和民用生产等诸多领域都拥有极为广泛的发展前景。

2017年5月,德国弗莱堡大学开发出一种具有多层结构的自愈型超疏水涂层。这种超疏水材料通过模仿鲨鱼皮结构以获得良好的水下减阻性能,其表面具有类似蛇褪去外皮的特性,可实现表面受损后超疏水性的快速自愈,,从而为舰船、飞机和战车提供兼具耐久性的防水、防结冰、自清洁能力。此外,随着增材制造、材料计算与模拟仿真等技术的深度融合,大大简化了超疏水材料表面微结构的设计、构造与控制难度,使得超疏水材料的制备快速精准,结构和性能科学可控,大幅缩短了材料研制周期,降低了研发成本。目前,在科技的“催化”下,超疏水材料将日趋契合未来战场的进化需求,不再作为一种单一的特殊材料,而将被赋予越来越多的战场职责。

——舰体防腐蚀、防冰封、自清洁

超疏水涂层可以阻断水分与金属材质的接触以及防止海洋生物在舰船表面的附着,从而缓解舰艇水线以上部分的氧化腐蚀,并能够使表面的水滴在滚落时清洁脏污,保持材料表面干净。此外,超疏水材料特殊的粗糙结构和化学组成,使得其表面表现出良好的防覆冰和防黏附行为。且由于其兼具能耗低、适用范围广、环境友好等优点,其在航空、舰船、电力,通信、能源等领域的防结/覆冰雪方面同样显示出潜在的应用前景。

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