氟樹脂涂料由于引入的氟元素電負性大,碳氟鍵能強,具有優異的耐熱(180℃-260℃)、耐低溫(-200℃)、自潤滑性,以及獨特的不粘性和低摩擦性,而被稱為"拒腐蝕、永不粘的特富龍"。因此,在建筑、化學工業、電器電子工業、機械工業、航空航天產業、家庭用品的各個領域得到廣泛應用。但是氟涂料也存在彈塑性不強,容易出現開裂、脫皮的現象。尤其氟碳水性涂料含有大量的有機揮發物(VOC),對環境污染極為嚴重。

防荷葉超疏水涂層：“納米氧化鋁乳頭+模擬蠟角質層”微結構

    近日, 萊斯大學,斯旺西大學,布里斯托大學,尼斯-索菲亞-安提玻利斯的科學家們從荷葉中獲取靈感,已經開發出一類新的碳氫化合物為基礎的材料,可能將是用于防水的氟碳材料的"綠色"替代品。

    據這項研究的領導者萊斯化學家安德魯·巴倫介紹,研究團隊靈感從荷葉-最疏水的表面(防水)-實際上是一個在微觀和納米尺度的雙重層次結構。

    借鑒"荷葉"特殊結構--表面分布大量乳頭結構,表皮和頂部表面是蠟質。這種微觀結構由有組織的納米氧化鋁模仿乳頭和超支化有機部分模擬角質層蠟質的集聚效應形成。

    在我們的材料中,為了創造這些結構,利用羧酸改性含有"高度支鏈烴鏈"包覆合成的鋁氧化物納米粒子。這些都是高低不平的結構,使表面粗糙,俘獲一層空氣,使水滑落,減少接觸表面的水滴。

    超疏水材料是指水與材料表面的接觸角大于150度,其中0度是一個水平面,180度是一個球體的水只觸及表面的單點。該研究小組的材料表面接觸角達到了155度的角度,可以與疏水性一流的氟碳涂料相媲美。

    "其他超疏水涂層的表面紋理往往會被破壞,從而降低疏水性,"巴倫說,"我們的材料有一個更隨機的層次結構,可以承受破壞,并保持其疏水性。"

    該超疏水涂層可以成為更環保的材料,在保護水生生物的海洋中得以應用。下一步,該小組將努力改善材料的附著力,以期將其應用于各種表面和大型應用。

    關于這一研究的論文最近發表在Applied Materials and Interfaces 雜志上。

責任編輯：周婭

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