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Nature子刊:从跳虫表皮获得灵感研制出防水防油材料

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发表于 2017-11-18 21:16:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
香港大学工程学院的团队成功研发一款廉价防水防油技术,可制作有效排斥水、油等液体的涂层。若日后应用于衣物上,人类生活无可避免的“洗衣服”,或将成历史!有关研究文章已于《自然通讯》发表。

港大工程学院机械工程系博士朱平安(左)及港大工程学院机械工程系教授王立秋(右)展示新技术。

此次研究灵感来自于体积只有约两毫米的跳虫,团队模仿跳虫表皮,制作独特物理结构的超微细多孔表面,以达致防水防油的效果。

跳虫

王立秋教授表示,目前市面上大部分相关产品只能防水,较少能做到防油。此外,这些产品一般都使用了化学方法达到防水效果,成本较高并会造成环境污染,而港大研发的这一新材料以纯物理方法即可防水防油。

参与这项研究的港大机械工程系博士朱平安表示,理想的高性能防水防油材料要满足良好防水防油性、耐久性、可大面积制备、成本低廉4项要求。防水能力和强韧度难以兼容是研究团队遇到的一项挑战。新材料的设计模仿了节肢动物跳虫的表皮构造,以增加物料的强韧度和防水能力,有效地解决了防水能力和强韧度难以兼容的矛盾。

团队制造出含有水泡、油分及聚乙烯醇(PVA)结合的乳液,并以“液体微流控”方法,控制每颗微粒液体的尺寸,结构和化学成分,再将乳液涂于布料表层,待水与油挥发后,便会留下结构均一的多孔PVA涂层。那些细小的及密布于表面的小孔,正是防水防油的凹角结构。王立秋教授说,这方法优点是成本低,每平方米只需0.7港元至1.3港元,较目前市面出面使用的“聚四氟乙烯疏水过滤膜”防水技术,价格只是约1000分之1

问到未来发展路向,王立秋教授说,会以PVA以外材料作研究,因目前这款以PVA制成的涂层,强韧度较单独防水结构提高逾二十倍,但不排除以其他材料可有更好表现。他又指出,若新研究要应用于民用项目,估计需2至3年时间,但若应用于服装商品化,还需要考虑美观、设计等问题,这方面不是工程学院的范畴。朱平安则补充,已就技术专利提出申请,一间德国厨具公司对技术感到兴趣。

来源:中国聚合物网



Well-defined porous membranes for robust omniphobic surfaces via microfluidic em.pdf

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