近几年流行的各种所谓高科技视频中不粘饮料的神话,疏水材料印象颇深,更重要的是超疏水的行为可以通过外界的影响进行人为的调控,这对于未来各种智能智慧超疏水材料的发展具有重要意义,既然是疏水的材料,那么这个材料的水接触角就必须大于一个固定值,目前学术界公认的是90度,超疏水:是新型的材料。
1、有哪些脑洞大开的人造 材料?自文明开始以来,人类一直在不断地研究和发现各种新的材料。从青铜冶炼到火药制造,从纸张的发明到半导体的大规模应用,可以说新材料的研究和发现随着科学的进步而不断丰富。下面,我们就来看看人类近年来研发或发现的9个新材料吧。这些新的材料的怪异功能绝对超乎你的想象:一、三碘化氮——一触即发,是一种深红色的固体物质,稳定性非常弱,绝对可以称之为化学领域。
2、什么 材料的浮力最大?Super 材料中国的浮力研究人员最近报道了一种新的材料微型超级浮力船,它的浮力很大,一件救生衣的重量足以举起一匹马。哈尔滨工业大学化工学院副教授潘和他的同事们用各种邮票大小的4厘米长、2厘米宽、1厘米高的超疏水微丝船进行了实验。他们用硝酸银等物质对直径200微米的铜丝网进行处理,折叠成轮船的形状,轮船表面具有高度疏水性。整个实验过程是在普通实验条件下,利用简单易得的材料完成的。
3、登上Nature封面的中国 超疏水 材料研究成果,到底有多厉害?近几年流行的各种所谓高科技视频中不粘饮料的神话,疏水材料印象颇深。可以把一大瓶可乐酱油甚至番茄酱倒在衣服鞋子上,一滴都不沾。如果能穿上这种衣服就酷了,更何况X是人类进步的第一生产力。东汉桓帝时,大将从蜀国得到一件石棉大衣,他赶紧把所有的熟人都叫过来,然后故意把食物洒在衣服上,再用火攻洗,把所有人都震掉了下巴。
但是为什么网络视频流传了这么多年,我们却买不到超疏水这个功能的东西?因为这个东西根本无法付诸实践!要做到这一点,我们需要知道疏水性的原理。疏水听起来很神奇,只是理解起来不是很深刻。我们知道,太空中的水会自动聚集成水滴,一杯水可以是满的,不会溢出。这些都是因为表面张力,表面张力的本质是水的吸引力。当水与木材接触时,内部的吸引力使分子趋于保持圆形,而有机分子对水分子的吸引力是相等的,这就使水与桌面接触的部分粘在一起,这就是物理学中的概念渗透。
4、疏水 材料的表面是如何制作的?润湿性是固体表面的重要性质,描述润湿性的物理参数是液滴的接触角。既然是疏水的材料,那么这个材料的水接触角就必须大于一个固定值,目前学术界公认的是90度。要制作这种大接触角的材料一般需要先考虑影响因素,表面能与接触角直接相关。低表面能物质在增加水滴接触角和增强表面疏水性能方面起着重要作用。也就是说,固体的表面改性材料可以增加其疏水性。
大量理论和实验表明,只要存在合适的微粗糙结构,在小的固有接触角条件下,液滴可以保持稳定的复合润湿状态。此外,润湿系统由固体表面上液滴的外部环境组成。为了达到理想的超疏水性质,固体表面的内部功能在外界环境的刺激下可以进一步加强。更重要的是超疏水的行为可以通过外界的影响进行人为的调控,这对于未来各种智能智慧超疏水材料的发展具有重要意义。外界环境主要包括声光电热振动压力,对表面润湿性能影响很大。
5、什么是接触角,亲水,超亲水,疏水, 超疏水接触角:指固、液、气交界处的固液界面和气液界面之间的角度。亲水性:指带有极性基团的分子,对水有很大的亲和力,能吸引水分子,或易溶于水。疏水的:表观接触角CA>90C的水。超疏水:是新型的材料。可以自行清洁需要清洁的地方,也可以放在金属表面,防止外部腐蚀。超亲水:接触角c趋近于0,但在实际使用中,接触角在5°以下才能达到防雾效果,所以接触角5°被认为是超亲水的。
如果是90,固体表面是疏水的,即液体不容易润湿固体,容易在表面移动。至于液体能不能进入毛细管,这个也和具体的液体有关,并非所有液体都不会以大角度进入毛细管。润湿过程与体系的界面张力有关,当一滴液体落在水平固体表面时,当它达到平衡时,形成的接触角与界面张力符合杨氏公式。