文档帮助中心
文章分类列表

出淤泥而不染,濯清涟而不妖--超疏水材料的研究(科普贴)

知识中心 > 化工材料 > 出淤泥而不染,濯清涟而不妖--超疏水材料的研究(科普贴)


出淤泥而不染,濯清涟而不妖--超疏水材料的研究(科普贴)


超疏水是一种新型材料,它可以自行清洁需要干净的地方,还可以放在金属表面防止外界的腐蚀。

超疏水的研究开始于一句诗句,出淤泥而不染,濯清涟而不妖,为什么荷花会出淤泥而不染呢,就在于荷花表面有一层超疏水材料,使得水流聚股流下,冲洗着淤泥。

其实远在两千多年前,人们就发现有些植物虽然生长在污泥里,但是它的叶子却几乎永远保持清洁,一个最为典型的例子就是荷叶。荷花通常生长在沼泽和浅水区域,但却具有“出淤泥而不染”的特性,这使得荷花成为几千年以来被人们作为纯洁的象征。荷叶上的灰尘和污垢会很容易被露珠和雨水带走,从而保持表面的清洁。科学家将这样的子清洁现象称之为“

荷叶效应

”。

然而荷叶始终保持清洁的机理却一直不为人们所知,直到20世纪60年代中期扫描电子显微镜(SEM)的发展,人们才逐渐揭开了荷叶“出淤泥而不染”秘密。1977年,德国伯恩大学的Barthlott和Neinhuis通过扫描电镜研究了荷叶的表面结构形态(如图1所示)。揭示了荷叶表面的微米乳突结构以及蜡物质是其拥有自清洁功能的关键。他们认为认为产生的“荷叶效应”是由蜡状物质这种低表面能的材料以及乳突这种具有微米粗糙结构共同引起的。研究表明,荷叶表面分布着大量微米级的蜡质微乳突结构(图1 (a));每一个乳突上又分布着大量纳米级的细枝状结构(图1(b));而且荷叶的表皮上存在许多的蜡质三维细管 (图1(c)),这样的微纳米复合结构,致使水滴与荷叶表面具有很低的接触面积。因此,荷叶表面蜡质组分和微/纳米复合结构共同作用,赋予荷叶独特的超疏水和低粘附性。荷叶上水的接触角和滚动角分别约为160°和2°。水滴在荷叶表面几乎呈现球形,并且可以在所有方向上自由滚动,同时带走荷叶表面的灰尘,表现出很好的自清洁效应 (图1(d))。荷叶效应,即自清洁表面表现为:与水的接触角大于150°有很强的抗污染能力,即表面污染物如灰尘等可以被滚落的水滴带走而不留下任何的痕迹。

如下图所示,显微镜下超疏水材料的表面结构很粗糙,包上有包。不只是荷花上有,昆虫的足上也有比如水黾,蚊子都能在水上行走而不划破水面这就是因为其上面的超疏水材料。

超疏水材料有很大....


该文章只显示3分之一,如想阅读到这篇文章的完整内容,请扫描下方二维码,打开我们的万水化工商城小程序,在首页“知识中心”栏目搜索文章标题继续进行阅读。万水化工商城收集100万+篇精细化工知识文章,旨在为您深入的了解行业知识和化工应用技巧。

发表评论
* 内容:
 
上一篇:高效热电纳米线制备获得重要进展 下一篇:新型纳米球聚光器提高电源转换效率