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新的'Superglass'涂层吹口液体,能够自修复

时间:2021-09-10 09:58:03来源:

研究人员通过用陨石坑(左)制作玻璃蜂窝状的结构来创造超薄的涂层,并用与蜂窝细胞结合的Teflon的化学物质(紫色)涂覆它以形成稳定的液体膜。那薄膜排斥水和油性液体(右)的液滴。因为它是一种液体,它流动,这有助于在损坏时涂层修复。

使用玻璃状蜂窝状结构涂有Teflon的化学品,研究人员团队创造了一个“超级胶水”,可能导致自清洁,耐刮擦窗户,镜片和太阳能电池板。

一种新的透明,生物透明的涂料使普通玻璃坚韧,自我清洁,令人难以置信的滑块,来自哈佛大学的一支团队于7月31日在自然通信中报告。

新涂层可用于耐用,自清洁窗口,改进的太阳能电池板和新医疗诊断装置的耐用,耐刮擦镜片,哈佛大学的材料科学材料科学教授作者:王珂,王玮,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹,王莹

新涂层建立在屡获殊荣的技术,由Aizenberg和她的团队称为滑液进入多孔孔表面(滑动) - 已知的热敏合成表面。新涂层同样滑滑,但更耐用且完全透明。这些进步在一起解决了创建商业上有用的材料,这些材料几乎可以解决。

蜂窝结构的微小填充细胞,在此电子显微照片中显示,使滑动件高度耐用。

Slips被肉食投手植物的光滑策略激发了诱导昆虫在其叶子的超薄表面上的昆虫,在那里它们滑到其厄运。与早期的水排斥材料不同,将油和粘稠液体滑动,如蜂蜜,也可以抵抗冰层和细菌生物膜。

虽然Slips是一个重要的进步,但它也是“原则上的证据” - 在海洋应用物理学博士后的博士后研究员德国·沃戈尔表示,迈向商业上宝贵技术的第一步。

“滑动油性和含水液体,但制造和不透明是昂贵的,”Vogel说。

原始的滑动材料还需要以某种方式固定到现有的表面上,这通常很困难。

“将现有的表面拿走并以某种方式对待它来使它变得滑,”Vogel解释说。


哈佛大学的材料科学家创造了一种称为滑石的超薄材料。这些超级驱蚊剂,透明窗户可以有效地击退葡萄酒,橄榄油和番茄酱,而周围的表面变得显着染色。该材料还抵抗重型油,水和冰。

Vogel,Aizenberg,他们的同事们试图开发一种涂层,以完成这一点,并担任滑倒。滑动的薄膜液体润滑剂允许液体容易地流动表面,就像冰溜冰场中的一层薄薄的水,帮助滑冰滑冰滑行。

为了创造诸如诸如坪玻璃表面的平板玻璃表面上的聚苯乙烯,聚苯乙烯的主要成分的一系列微小球形颗粒的集合。他们倒在它们上的液体玻璃,直到球埋在一半以上。在玻璃凝固后,它们会烧掉珠子,留下类似蜂窝的陨石坑网络。然后它们涂上蜂窝状的蜂窝状润滑剂,用于滑动中的液体润滑剂,以产生坚韧但光滑的涂层。

“蜂窝结构是赋予新涂层的机械稳定性的原因,”艾辛伯格说。

通过调节蜂窝电池的宽度,使其直径远小于可见光的波长,研究人员将涂层保持反射光。这使得涂层完全透明的玻璃滑块。

涂层的玻璃载滑失在各种液体,就像滑动一样,包括水,辛烷,葡萄酒,橄榄油和番茄酱。而且,如滑块,涂层将冰的粘附降低到玻璃载玻片的粘附量99%。保持材料无霜是重要的,由于粘附的冰可以取下电源线,降低冷却系统的能量效率,延迟飞机和铅建筑物崩溃。

重要的是,玻璃滑块上的滑动件的蜂窝结构赋予无与伦比的机械稳健性。它受到损伤,处理经常划伤和受损的普通玻璃表面和其他普遍的液体驱蚊材料,如触摸,剥离一块胶带,并用组织擦拭。

“我们让自己设定了一个具有挑战性的目标:设计一个像滑坡一样好的多功能涂层,但更容易申请,透明,更艰难地 - 这就是我们管理的,”Aizenberg说。

该团队现在正在磨练其用于更好地涂层覆盖玻璃块以及透明塑料,如有机玻璃,并适应制造严谨的方法。

“Joanna的新滑块涂层揭示了自然发展中发展新技术的力量,”海洋海洋生物工程教授的创始主任唐纳德E. Ingber表示,哈佛医学院和波士顿血管生物学教授儿童医院,哈佛大利亚。“我们对可以使用这种创新涂层的应用范围很兴奋。”

这项工作由先进的研究项目 - 能源(ARPA-E),科学研究空军办公室和Wyss学院提供资金。Vogel收到了Leopoldina奖学金计划的资金。除了Vogel和Aizenberg,研究团队包括:Rebecca A. Belisle,这是一个前Wyss研究助理,现在是斯坦福大学材料科学与工程研究生;本杰明哈顿,以前在海洋和技术开发研究所的研究人员,现在是多伦多大学材料科学与工程的助理教授;并德唱Wong,这是一个博士学位研究院的前博士研究员,现在是宾夕法尼亚州立大学的机械和核工程助理教授。

出版物:Nicolas Vogel等,“基于逆胶体单层的”可图案型无毒润滑表面的透明度和损伤耐受性“,”自然通信4,2013,物品编号:2167; DOI:10.1038 / ncomms317​​6

图片:Nicolas Vogel.

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