源之原味

如何制作一种排斥所有液体的自洁涂料

 

抽象
科学家阿尼什 Tuteja 解释他的新的驱蚊原理, 以及他的团队如何开发新材料

这篇文章来自theverge.com。原文网址是: https://www.theverge.com/2018/4/16/17243600/self-cleaning-phone-screen-anish-tuteja-materials-repellent

以下内容由机器翻译生成。如果您觉得可读性不好, 请阅读原文或 点击这里.

保持屏幕清洁的最好方法是什么?第一个, 也是显而易见的答案, 就是让我们的双手远离污垢。但可能还有另一个选择: 材料科学家制造的自洁涂料。

最近 阿尼什 Tuteja是密歇根大学的材料研究员, 开发出一种清晰、平滑的涂层, 排斥所有液体, 可应用于任何表面。(这项研究发表在 杂志 ACS 应用材料和接口.)当然, 还有其他的防污涂料, 但他们的能力是有限的。举个例子, 例如, 一个聚四氟乙烯锅。Tuteja 说: "如果你把一滴水放在上面, 它就会珠子向上, 但是如果你放了食用油, 它就会扩散。"这就是在大多数表面发生的事情。他的团队开发的材料更多才多艺, 他希望在未来的几年里能得到。

的边缘 Tuteja 谈到了驱蚊剂, 他的团队如何开发新材料, 以及下一步的自我清洁材料。

这次采访被轻轻地编辑了清楚。

作为一名科学家, 你的工作是 "表面科学"。什么 表面科学和它的潜在应用是什么?

我在密歇根大学的小组主要工作在不同类型的表面, 无论是吸引或排斥不同的液体。这是一个非常独特的表面, 不完全存在于自然界, 但有很多基本的应用。

在排斥液体方面, 看看你周围的任何表面, 你可以找到一个应用程序从屏幕显示到桌子, 椅子和地毯。自洁材料和防污表面有很多用途。

另一个区域是热传输, 以增强表面的凝结。这与世界上所有的发电厂和核电厂有关。[编者注: 发电厂产生蒸汽, 使涡轮机发电。涡轮被凝结成水, 这个过程又开始了, 但是冷凝器可能效率低下。] 它对制冷也很有用--任何地方都有相变或从水蒸气到液体的任何东西, 有凝结, 这将是相关的, 有助于节省能源。

你说这些表面不存在于自然界中, 但最接近自然发生的材料有这些性质?

在驱虫剂地区的许多工作一直在纹理表面。这些是粗糙的表面, 在不同的液体下捕捉空气的口袋。荷叶是常见的例子: 水滴会进来并跳出来。

它排斥水, 而不是其他材料, 如油和酒精。举个例子, 拿你的不粘锅聚四氟乙烯平底锅。如果你在上面放上一滴水, 它就会珠子向上, 但是如果你放了食用油, 它就会扩散。这就是在大多数表面发生的事情。没有光滑的表面, 排斥一切。

你的涂层是一个光滑的表面, 可以排斥液体。你叫它 "omniphobic"到底是什么意思?

表面抵抗润湿。我们对 "omniphobic" 涂层的定义意味着不会扩散的液体。所以不同的液体, 如水, 油和酒精不会扩散到表面上。此外, 液体的水滴可以迅速滑动表面, 这使得它们非常容易清洗。所以, 如果你有一个相机镜头与涂层, 你可以倾斜的表面, 任何水或油, 它将只是滑动。

我对你想出这个主意很感兴趣。它不是将材料混合在一起, 而是进行了大量的计算, 以查看可能一起工作的内容, 对不对?

绝对。要做一个驱蚊剂, 你通常采取的材料称为填料和聚合物 粘结 剂 把它们混合在一起。聚合物粘合剂提供的耐久性和填料提供这些驱蚊性质。所以你可能会认为, 如果你采取最耐用的填料和最耐用的聚合物, 并混合在一起, 这将导致最耐用的表面。

事实并非如此。真正重要的是这些组件是如何混合和交互的, 我们称之为 "."而不是混合和匹配, 我们做了我们自己的计算, 许多物质的性质, 以找到最佳的范围。我们在数学上提出了可能在一起很好地工作的配方, 这意味着我们不只限于一个配方。它允许我们看到不同的聚合物和不同的填料, 并找出哪些可能有类似的性质。它使我们能够预测哪些可能是最好的物质。

涂层感觉如何?还要持续多久?假设我使用 iPhone 上的涂层--何时需要重新应用它?

它相当薄, 很难。它的基础是聚氨酯, 这是一个橡胶材料, 所以它的感觉就像一个硬的橡胶涂层。关于它会持续多久, 这取决于确切的表述, 但我们希望在一年的顺序的东西。

把这些拿到市场去怎么样?什么时候会发生?

我们正在积极地研究如何让表面像这样的市场。我们正在创业 Hygratek, 这是我共同创立的, 在未来一至两年内将这一市场带到市面上。

我们试图解决的主要挑战是涂层的耐久性, 并让它有一个良好的感觉。当然, 你要确保成本不太高。我们正在试图找出一个最佳的配方, 而不仅仅是一个, 看看哪些是最具成本竞争力的。

我们知道这样做不会对健康有什么影响吗?

我们正在测试。本文所用的分子含有氟, 我们有很多关于它是如何无毒的数据。但是, 我们还有很多事情需要去弄清楚。这个特殊的分子仍然只有相对较少的数量, 这就是为什么我们也在寻找其他的配方是无毒的, 也基于更多的商业可用的材料, 不同的聚合物组合。

你还在做什么?在表面科学领域还有什么发展?

我们还在研究 omniphobic 涂层, 排斥或杀死微生物, 以及那些冰恐惧的材料。在这些, 冰不坚持, 所以它将是非常有用的飞机着陆带和电力线路和风力涡轮机。我们也在制造防尘的表面。

在表面的区域, 吸引 水, 我们创造的表面, 将吸引水, 但排斥石油。自然界中没有这样的东西, 在那里你可以得到油来珠, 但水在表面扩散。例如, 这些薄膜可以用来清理漏油。

Leave A Reply

Your email address will not be published.