一种新的无溶剂技术可以简化超疏水和防冰材料的制造。 该技术可用于使几乎任何表面都具有极强的防水性，具有许多潜在的应用，包括但不限于飞机机翼、生物医学设备、减阻系统、电池电极和催化剂表面。
超疏水材料被定义为以大于150°的接触角（水表面与材料表面相交的角度）排斥水滴的材料。 这些材料还具有低表面能以及微米级的粗糙表面。
然而，目前制造此类材料的技术很复杂，并且通常涉及使用刺激性化学品。 由领导的研究小组 詹姆斯之旅 和 C 弗雷德希格斯三世 美国莱斯大学的研究人员现在开发了一种一步式无溶剂打磨方法，可以形成接触角接近 164° 的超疏水表面。
研究人员使用商业砂纸将精选的粉末添加剂（如石墨烯、二硫化钼、特氟隆和氮化硼）引入包括特氟隆、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚二甲基硅氧烷在内的材料表面。 砂纸由氧化铝制成，粒度在 180 到 2000 之间。
摩擦膜形成
“在打磨过程中，在摩擦表面之间引入粉末有助于形成摩擦膜，”Tour 解释说。 “摩擦膜在相互滑动的表面上通过化学反应形成，并使表面功能化以进一步排斥水。”
“打磨还引起结构变化以及质量和电子转移，以降低基材的表面能，”希格斯补充道。
Tour 告诉我们，可以在几分钟内将各种表面制成超疏水性 物理世界. 这突出了打磨表面的广泛潜在应用。
“飞机制造商不希望在机翼上结冰，船长不希望附着的海洋微生物拖慢它们的速度，生物医学设备需要避免细菌在潮湿表面上积聚的生物污垢，”希格斯说。 “通过这种一步法砂入法产生的坚固、持久的超疏水表面可以缓解许多这些问题。”
超疏水表面变得坚韧
Higgs 指出，用于生成疏水表面的其他技术无法扩大到较大的表面积，例如飞机和轮船上的表面积。 “像这里开发的简单应用技术应该是可扩展的，”他说。
强大的超疏水性
超疏水材料非常坚固。 事实上，即使在 100 次胶带剥离试验和在 130°C 的空气中暴露 24 小时后，它们仍然保持防水。 将它们放在德克萨斯州炎热的阳光下 18 个月也不会影响它们的性能。 当材料确实开始失效时，只需使用相同的粉末添加剂再次打磨即可轻松恢复。
莱斯大学的研究人员现在正在寻求将他们的打磨技术完全应用于另一种类型的基材——用于制造可充电电池的金属表面。 事实上，他们最近报告了对锂和钠箔的测试。 “摩擦膜的作用是调节电池电解液中的离子流，以改善电池循环过程中的金属沉积/剥离行为，”Tour 解释说。
研究人员描述了他们的工作 ACS 应用材料.
