水凝膠變身超拒水性表面
- 上線日期：2014/8/19 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國與中國科學家最近合成一種超拒水性(superhydrophobic)薄膜。這種利用具3D奈米結構的水凝膠(hydrogel)基質製造出來的材料不僅強韌、有彈性又透明，而且理論上可以批覆在任何表面上。未來可望做為防水塗層應用在自潔玻璃及抗汙表面，也可用來將油自水中分離出來。
超拒水性表面能有效排開水，此即眾所周知的蓮花效應(lotus effect)。最近由Guihua Yu及Yi Shi領導的德州大學奧斯丁分校及南京大學研究團隊利用聚苯胺(polyaniline, PAni)水凝膠為模版，製作出由3D二氧化矽奈米結構組成的超拒水性表面。這種複合式塗層是由直徑約100 nm的3D奈米纖維交互連接而成，在形態上很類似荷葉的表面(具微米級凸起，其上有奈米級髮狀蠟結晶)，當水滴落在表面時，奈米纖維能補捉空氣形成拒水表面。
研究人員先將氧化還原啟始劑、苯胺單體(aniline monomer)和植酸(Phytic Acid)溶液，與溶於異丙醇(isopropanol)的四乙氧基矽烷(Tetraethoxysilane, TEOS)混合，數分鐘內就能聚合形成聚苯胺水凝膠，並讓氧化矽層批覆在其奈米結構上。接著，研究人員藉由沉積十八烷基三氯硅烷(trichloro(octadecyl)silane)至模板上將氧化矽層改質，製造出拒水性表面。此過程既簡單，又能輕易擴大製作規模。
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