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大連理工大學劉亞華教授研制的超疏水材料,可將固液接觸時間的理論極限縮短80%,破吉尼斯世界紀錄
2018-03-30  來源:中國聚合物網

  近日,大連理工大學機械工程學院劉亞華教授研制的超疏水材料,可將固液接觸時間的理論極限大幅縮短80%,成功挑戰吉尼斯世界紀錄,獲得吉尼斯官方權威認證。

  固液接觸時間是衡量材料表界面動態潤濕性的一個重要參數。固液接觸時間越短,固液表界面間質量、動量和能量交換越快,材料表界面的性能更好,可應用于裝備表面的抗結冰、自清潔和防污抗菌等。在親水界面上,液滴快速鋪展且停留于表面。然而,由于超疏水獨有的低黏附性,液滴能夠在超疏水固體表面上,像彈性皮球一樣彈起脫離表面。此前學術界普遍認為,在超疏水表面,固液接觸時間僅取決于液體的性質。對于大小恒定的液滴,固液接觸時間為一個常數。

  為打破固液界面固有的接觸時間極限,劉亞華研究團隊發展了基于亞毫米尺度的非常規超疏水體系。該獨特表面能讓撞擊在表面的液滴在鋪展到最大時以餅狀彈起,避免了常規超疏水表面上液滴鋪展后的收縮階段,從而將固液接觸時間的理論極限縮短了80%。同時該現象具有普適性,可以在各種材料基底上實現。

  這種材料表面不僅是科學上的一項創新,在防積冰、自清潔、抗菌等方面均具有廣泛的應用潛能,由于其結構優異的疏水性能,可應用于航空、航海、電力、太陽能發電等領域。應用于飛機(機翼、引擎和空速管)表面可抗結冰,應用于太陽能電池板表面可依賴自然降水實現自清潔,應用于輪船表面可減少海洋生物的黏附,從而降低清理成本。

  相關研究曾于2014年發表在國際頂級期刊《自然·物理》上,并在同期的《自然·物理》亮點報道,研究得到了香港城市大學王鉆開教授的全程指導。

  論文鏈接:https://www.nature.com/articles/nphys2980

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(責任編輯:xu)
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