威斯康星-麥迪遜大學的研究人員聲稱他們在阻油材料的研發(fā)中取得重要進展一這一新發(fā)現(xiàn)可能會產(chǎn)生新型保護涂層以及清理漏油的更優(yōu)辦法。
在先進功能材料（Advance Functional Materialsjournal Advanced Functional Materiajournal Advanced Functional Materialsjournal Advanced Functional Materialsjournal Advanced Functional Materials）的最新文章中，化學和生物工程系的教授David Lynn及助理科學家Uttam Manna聲稱他們的新型涂層在水下環(huán)境中極其斥油（或超疏油）。
Lynn和Manna的最初目標并不是研發(fā)超疏油材料，但是他們在微調(diào)材料的納微米級結(jié)構(gòu)時意外發(fā)現(xiàn)了這種材料。
油滴在超疏油表明上的停駐情況。由于材料對油的排斥性，這些油滴在材料表面保持橢圓形的分散狀態(tài)，而不是鋪展開來。拍攝：David Lynn
Manna說這種多層高分子薄膜的制備采用了一種特別的、層層疊加的方式。研究人員利用這種方式能同時控制材料的化學組成和圖案形貌，使之呈現(xiàn)出納米級和微米級的三維多孔結(jié)構(gòu)。
Even when damaged or subjected to physical abrasion, these porous materials remain superoleophobic. They also held up in simulated seawater, lake water and in the presence of proteins and other surface-active contaminants, making them good candidates for a range of practical applications.
即使在受到了損壞或者物理磨損的情況下，該多孔材料仍能保持超疏油性。在模擬海水、湖水及蛋白質(zhì)存在和含有其他表明活性劑的環(huán)境中，這種材料表現(xiàn)優(yōu)異，在實際使用中適用范圍極廣。
“這些功能恰是其他類型的“超疏油”表面所不具備的”，Lynn說，“一旦放置在真實的環(huán)境中，那些材料都無法使用”。
在一項測試中，研究人員在玻璃片上涂覆了一層這種超疏油膜并用砂紙打磨了涂層的一部分。與未打磨的部分相比，受損的涂層仍舊持有疏油性，油滴在其上繼續(xù)保持橢圓狀。研究人員還采用將材料放入沸水、刮花、冷凍、在材料表面粘上絕緣膠布又撕掉等方式破壞材料，即使他們成功破壞了材料，但是上述種種方式都無法徹底破壞材料的多孔結(jié)構(gòu)。而這種多孔結(jié)構(gòu)，正是材料疏油的關(guān)鍵所在。
這種材料還具有油水分離的功能。一項試驗中，研究人員在金屬網(wǎng)上涂覆了這種材料，然后讓水和發(fā)動機油的混合物通過金屬網(wǎng)。水通過了金屬網(wǎng)，而幾乎所有的油都聚集在了金屬網(wǎng)上，從而能夠方便地收集和回收油。這一分離過程的簡單、有效性以及材料的可調(diào)節(jié)性均表明該材料在物質(zhì)分離領(lǐng)域極具潛力。
“我們不只是在討論開發(fā)清理漏油的新工具的可能性”，Lynn說，“也有可能會涉及到香水、醫(yī)藥、精細化工和其他有機液體”。
研究人員說下一步挑戰(zhàn)就是如何將制備這些新材料的經(jīng)驗轉(zhuǎn)化到在大尺度范圍內(nèi)制備新型疏油涂層上。
“我們最終會找制備這種材料的更好辦法”，Lynn說，“在我們所發(fā)現(xiàn)的原則的指導下，我們可以反推出并以量產(chǎn)的方式制備出這種原本是意外發(fā)現(xiàn)的材料”。
這項研究受到海軍研發(fā)辦公室和威斯康星-麥迪遜大學材料科學及工程中心（MRSEC）的資助。
