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美科学家发明测量表面粘附力的新方法

行业聚焦点中国仪表网2007年05月22日 07:52人气:4481

   教育部科技发展中心网2007年5月17日报道  美国国家标准局(NIST)的科学家们,模仿一种沙漠甲虫的表面化学技艺,制造出了一种能够调节亲水性的测试表面。这个表面能够在极端亲水和极端厌水之间调节,能够用来对油漆等粘合材料的表面粘附力进行快速评测。他们的结果发表在最新一期的《Langmuir》上。
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    非洲Namib沙漠的Stenocara甲虫生活的地方非常炎热,连晨雾都不会凝聚。但是当这种甲虫把它们的疣状甲壳置于风中,空气中的水分子会粘附在它们的甲壳上超级亲水的部分。由于甲壳上的其他部分厌水,水分子会逐渐聚集形成人造的露珠。甲虫通过快速改变甲壳表面的亲水性,来移动露珠,送入嘴中。
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    为了模仿甲虫的甲壳表面,NIST的科学家们首先在表面上附着了一层直径11纳米的硅土微粒。类似甲虫甲壳上尺寸大1000倍的有机微粒,这些硅土微粒提供了第一个纯物理的可湿性控制:在硅土微粒上的水滴在表面张力阻止它之前刚好能够下垂到微粒的缝隙中。
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    然后,研究人员通过在微粒表面再被附一层改变亲水性的化合物来实现二级控制,就像在甲虫的甲壳上被附一层蜡状物来使甲虫的微粒超级厌水。这一步并不是他们的独创,其他小组的科学家们曾经通过电化学技术在粒状表面加化合物。NIST科学家们的创新在于使用更易调控的光学技术来添加化合物,这一过程能够在空气中实行。他们只需在微粒表面加一层光敏材料,使其在紫外线下曝光。曝光越久越强,指定区域的亲水性就越强。

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