為了防止各類液體對(duì)表面造成磨損，涂層已廣泛應(yīng)用在多種產(chǎn)品的表面，手機(jī)屏幕、工作臺(tái)、相機(jī)鏡頭……但涂層多半只能排斥特定液體，密西根大學(xué)材料科學(xué)團(tuán)隊(duì)近日展示了一種全新涂層，除了光滑、耐用、清晰，還可迅速脫落水、油、酒精或花生醬，幾乎所有已知液體都能排斥。

    Science Daily 報(bào)導(dǎo)指出這是密西根大學(xué)副教授 Anish Tuteja 實(shí)驗(yàn)室針對(duì)涂層一系列突破性研究的最新成果，該團(tuán)隊(duì)過(guò)去研發(fā)出排斥冰和水的耐久涂層，以及可排斥幾乎所有液體但更脆弱的涂層。

    這種新型涂層結(jié)合了先前兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，不但能排斥所有液體、也非常耐用且透明，同時(shí)也能輕易應(yīng)用于任何表面。Tuteja 認(rèn)為，這種涂層可在電腦屏幕、桌子、地板或墻壁使用，防止任何表面在家事或工業(yè)環(huán)境中變骯臟。

    但團(tuán)隊(duì)究竟是如何兼顧「耐用」與「阻擋性」（repellent）的？Tuteja 解釋，過(guò)去傳統(tǒng)材料科學(xué)多半采取「混合并觀察」（mix-and-see）法，將非常耐用的物質(zhì)和非常具阻擋性的物質(zhì)混合在一起，但這并不總能產(chǎn)生兩者兼具的結(jié)果。

    團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了全新的系統(tǒng)性方式，透過(guò)記錄大量物質(zhì)庫(kù)的基本屬性，以數(shù)學(xué)方式預(yù)測(cè)任兩個(gè)物體組合時(shí)產(chǎn)生的變化，這也讓他們能在幾乎無(wú)窮無(wú)盡的組合中，找出有特定特性的需求元素。

    研究當(dāng)中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)比起單純的「耐用」與「阻擋性」，一種稱為部分混溶性（partial miscibility）的特性更重要──這是一種可讓兩種物質(zhì)以完全正確的方式混合在一起的能力，即使兩個(gè)物質(zhì)本身的耐用性較差，合在一起的化學(xué)品也有更耐用的特性。

    盡管如此，調(diào)整這種涂層的混溶性也是特殊的挑戰(zhàn)。為了制作光學(xué)透明且光滑的多功能涂層，團(tuán)隊(duì)需要找到「阻擋性」物質(zhì)與具恰到好處混合性的高黏著劑，并在加工和干燥過(guò)程中保持涂層光滑。

    研究小組最終發(fā)現(xiàn)氟化聚氨酯（fluorinated polyurethane）和一種稱為 F-POSS 的混合物可達(dá)成他們的需求。這種混合物可噴涂、刷涂、浸漬或旋涂到各種各樣的表面，并與其緊密結(jié)合，雖然表面還是會(huì)被鋒利的物體劃傷，但它在日常使用中經(jīng)久耐用，同時(shí)也能保持光學(xué)清晰。

    為了確保涂層能在托嬰中心等場(chǎng)所無(wú)毒使用，研究團(tuán)隊(duì)也還在進(jìn)一步研究，Tuteja 估計(jì)涂層可能會(huì)在未來(lái)兩年上市，盡管 F-POSS 現(xiàn)在非常罕見且昂貴，但制造商正擴(kuò)大量產(chǎn)，再加上氟化聚氨酯非常便宜，Tuteja 相信當(dāng)涂層面向大眾市場(chǎng)時(shí)，價(jià)格會(huì)非常親民。

    Tuteja 表示他們正在考慮各種可能的行業(yè)運(yùn)用，托嬰中心自然也是選項(xiàng)之一，「我家中有一個(gè) 2 歲的孩子，所以對(duì)我來(lái)說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目不僅是關(guān)于科學(xué)。」這種涂料還可用于冷凍、發(fā)電、煉油等所有需要液體冷卻的產(chǎn)業(yè)，這種新型涂料將更快分解設(shè)備上的冷卻水和化學(xué)物品，將效率大幅提升 20%。考量到液體冷卻的廣泛應(yīng)用性與舊有的高耗能性，這項(xiàng)研究如果順利進(jìn)行，將能改變?cè)S多產(chǎn)業(yè)的游戲規(guī)則。

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