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科学家开发了一类新的超疏水纳米材料

时间：2021-11-23 10:25:31 来源：

新的超疏水材料的扫描电子显微镜图像显示了官能化氧化铝纳米粒子的粗糙表面。赖斯大学和斯旺西大学的科学家领导着环境友好的材料。

赖斯大学的科学家开发了一类新的超疏水纳米材料，可以简化保护表面的过程。

莱斯泰亚大学的科学家们，布里斯特大学和尼斯大学索菲亚·安奥利斯大学的一种材料，廉价，无毒，可以通过喷涂或旋转涂层应用于各种表面。

由Rice Chemist Andrew Barron领导的研究人员报告了他们在美国化学学会ACS应用材料和界面中的发现。

巴伦表示，烃基材料可以是昂贵的危险碳氟碳的“绿色”的替代品，野蛮人说。

“大自然知道如何制作这些材料并保持环保，”巴伦说。“我们的工作已经达到了如何以及为什么，并模仿这一点。”

当研究人员试图模仿地球上最疏水的水中排斥的表面之一时，莲花叶非常符合他们的思想。Barron表示，叶子的能力从其微观和纳米级双层结构的层次结构。

“在莲花叶中，这些是由于表皮内的乳头和顶部的迹象蜡，”他说。“在我们的材料中，通过模拟乳头和超支化有机部分的氧化铝纳米粒子的聚集来产生一种微观结构，模拟了弹性蜡的效果。”

研究人员称之为分支碳氢化合物低表面能源材料（LSEM）的制作和测试由Swansea大学湾校区的能源安全研究所的研究官员进行了铅作者Shirin Alexander。

在那里，亚历山大骨涂覆易于合成的氧化铝纳米颗粒，其具有改性的羧酸，其具有高度支化的烃链。这些尖峰链是对水的第一道防线，使表面粗糙。这种粗糙度，疏水材料的特征，捕获一层空气，并最小化表面和水滴之间的接触，这使得它们滑动。

待超细杂志，材料必须具有大于150度的水接触角。接触角是水表面与材料表面相遇的角度。珠粒越大，角度越高。0度的角度基本上是水坑，而最大角度为180度，限定了刚触摸表面的球体。

根据稻米大学和斯旺西大学的科学家介绍，一种环保的超疏水涂层作为采用危险物质的商业涂料，其有效地击退了水。

Barron表示，观察角度约为155度的角度，观察到155度的角度，基本上等于最佳的氟碳的超疏水涂层。研究人员报道，即使具有各种涂层技术和固化温度，材料保留了其质量。

Barron说，潜在的应用包括用于船舶应用的摩擦减少涂料，即在试图使水免受这种潜在的危险添加剂中的水中的普通件。“其他超疏水涂层的纹理表面往往受损，从而减少疏水性质，”他说。“我们的材料具有更随机的层次结构，可以维持损坏并保持其影响。”

他说，该团队正在努力改善材料对各种基材的粘附，以及看大规模应用到表面。

本文的共同作者是布里斯托大学化学教授的朱利安···埃德Swansea大学纳霍恩中心的研究员Alex Lord;漂亮的索菲亚大教堂大学教授FrédéricGuittard。Barron是Charles W.Duncan Jr.-Welch化学教授，在Swansea的低碳能源和环境中的大米和SêrCymru椅子的材料科学和纳米工程教授。

Robert A. Welch基金会和威尔士政府SêrCymru计划支持该研究。

出版物：Shirin Alexander等人，“用于超疏水纳米粒子衍生表面的”支链碳氢化合物低表面能材料（LSEMS）“，ACS应用材料和界面，2015; DOI：10.1021 / ACSAMI.5B09784

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