来自莱斯大学、斯旺西大学、布里斯托尔大学和尼斯-索菲亚综合理工学院的科学家联合开发出一款新型、经济、无毒的超疏水材料，可以通过喷涂或旋涂的方法涂覆到物体表面，并可简化物体表面的疏水进程。这是一款新型、经济、环保的超疏水材料，疏水效果显著，使用方法简便，并有望应用到船舶的耐磨涂层。

高透明超疏水涂层

　　美国化学学会（ACS）期刊《Applied Materials and Interfaces》发报导莱斯大学Andrew Barron团队的这一发现。

　　Barron评价道，相比常用于制备超疏水材料的氟碳化合物的高昂价格和毒性，烃基材料更为绿色环保。

　　“大自然向来知道如何创造并持续友好地使用各类材料，留给我们的任务只有弄明白如何去模仿。”受到荷叶“出淤泥而不染”的启发，科学家试图通过模拟仿真从而研制出一款地球上最憎水的表面。叶片的性能均源自微观和纳米尺度层级结构的双重影响。

　　荷叶的疏水特性主要是叶片表面的微乳突结构和蜡质层共同作用的结果。在这款材料的研制过程中，我们选用氧化铝纳米粒子来模拟微乳突结构，超支化有机基团来模拟蜡质层。

　　斯旺西大学科学与创新海湾校区能源安全研究所研究员也是文章第一作者Shirin Alexander制备出支化烃基的低表面能材料（LSEM），并测试了材料的性能。

　　文章中，作者用将含有超支化烃链的改性羧酸包覆在简单合成的氧化铝纳米粒子表面。这些长链的存在致使材料表面显得有些粗糙，但同时也是材料疏水的第一道防线。粗糙表面是疏水材料的共有特色，它可以包埋空气，减小水滴和材料表面的接触，从而使水滴滑落。

　　为达到疏水性要求，水滴在材料表面的接触角需要大于150°。接触角是水滴切面与材料表面相界面的夹角。水滴越大，接触角则越大。当接触角为0°时，水滴基本处于平铺状态；而当接触角为180°时，珠状水滴和材料表面只是刚刚碰到。

　　Barron阐述到，团队研制的LSEM的接触角约为155°，与氟碳化合物类超疏水涂料基本相当。改变涂层工艺和固化温度，材料的性能保持不变。

　　这款材料有望制备船舶的减摩涂层，国际条约也正试图阻止氟碳类化合物等具有潜在威胁的添加剂流入海洋。以往的超疏水涂层的表面纹理常常受损，这将导致材料的疏水性有所减弱。我们研制的材料拥有更多无规层状结构，这可以降低材料的受损程度，并保证材料的疏水性不受影响。

　　Barron团队一直致力于提高材料在不同基体的粘附性，希望早日实现大规模应用。


 

责任编辑：王元

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