荷葉啟發防水方案

加入我們的科學愛好者社群!

科學家們借鑑自然界最防水的表面之一——荷葉,開發出一種簡單、廉價的方法來製造具有卓越抗溼效能的合成塗層。這種塗層可以幫助減少船體阻力,製造防汙和防水織物,並改進採礦業的分離工藝。

我們在暴風雨天氣穿著的雨衣之所以能保持乾燥,是因為織物上的特殊塗層可以防止水浸透纖維。為了確定給定表面的防水性,科學家們會觀察水滴在該表面上的形狀。更準確地說,他們研究所謂的接觸角——即透過與液滴表面和織物表面相切的假想線的交點形成的角度。物質的疏水性越強,接觸角越高,水珠越呈球形。例如,人體皮膚是一種疏水錶面,接觸角約為 90 度。鳥類羽毛和荷葉被認為是超疏水的,接觸角分別為 150 度和 170 度。

荷葉的表面並非完全光滑。相反,它具有多孔結構,非常像海綿或鳥巢,只不過是在微米尺度上。滯留在縫隙中的空氣阻止水粘附到固體上。由土耳其科賈埃利大學的 H. Yildirim Erbil 領導的研究人員在他們的實驗室中重新創造了這種天然的超疏水錶面,方法是首先將聚丙烯(一種市售的簡單塑膠)溶解在溶劑中。然後,他們添加了沉澱劑並將溶液塗在玻璃載玻片上。在真空烘箱中蒸發溶劑混合物後,他們得到了一種高度多孔的凝膠塗層,其接觸角為 160 度,防水能力與荷葉相當。(研究人員還將他們的塗層應用於其他基材,包括鋁箔和不鏽鋼,並取得了類似的結果。)


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


目前已使用的超疏水塗層通常需要昂貴的材料和耗時的應用程式。發表在最新一期《科學》雜誌上的新發現表明,透過簡單的加工步驟可以顯著提高聚丙烯的防水性。研究人員感謝荷花:“我們模仿大自然,找到了解決複雜技術難題的簡單方案。”

© .