美國國家標準局(NIST)的科學家們,模仿一種(zhǒng)沙漠甲蟲的表麵化學技藝,製造出了一種能夠調節親水性的測試表麵。這(zhè)個(gè)表麵能夠在極端親水和極端厭水之間(jiān)調節,能夠用來對油漆等粘合材料(liào)的表麵粘(zhān)附力(lì)進行快速評(píng)測。他們的(de)結果發表在最新一期的《Langmuir》上。
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非洲Namib沙漠的Stenocara甲蟲生活的地方(fāng)非常炎(yán)熱,連晨霧都不會凝聚。但是(shì)當這種甲蟲把它(tā)們(men)的疣狀甲殼(ké)置於風中,空氣(qì)中的水分子會粘附(fù)在它們的甲殼上超級(jí)親水(shuǐ)的部分。由於甲殼上的(de)其他部分厭(yàn)水,水分子會逐漸(jiàn)聚(jù)集形成人造的露珠。甲(jiǎ)蟲通過快速改變(biàn)甲殼表麵(miàn)的親水性,來移動露珠,送入嘴中。
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為了模仿甲蟲的(de)甲殼表麵,NIST的科學家們首先在表麵上附著了一層直徑(jìng)11納米的矽土微粒。類似(sì)甲蟲甲殼上尺寸大1000倍的有機微粒,這些矽土微粒提供了(le)第一個(gè)純物理的可(kě)濕性控製:在矽土微粒上的水滴在表麵張力阻止它之前剛好能夠下垂到微粒的縫隙中。
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然後,研(yán)究(jiū)人員通過在微粒(lì)表麵再被附一層改變親水性的化合物來實現二級控(kòng)製,就像在甲蟲的甲殼(ké)上被附一層蠟狀物來使甲蟲的微(wēi)粒超級(jí)厭水。這一步並(bìng)不是他們的(de)獨創,其他小組的(de)科學家們曾經通過(guò)電化學技術在粒狀表(biǎo)麵加化合物。NIST科學家們的創新在於(yú)使用更易調控的光學技術來添(tiān)加化合物,這一(yī)過(guò)程能夠在空氣中實(shí)行(háng)。他們(men)隻需在微粒表麵加一層光敏材料,使其在紫外線下曝(pù)光。曝光越久越強,指定區域的(de)親水性(xìng)就越強(qiáng)。
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更(gèng)多>2018-10-12