自愈型超疏水材料問世，人類水上飛行成為可能

從動植物身上,人類總能獲得許多新材料的靈感。超疏水的研究開始於一句詩句，出淤泥而不染，濯清漣而不妖，為什麼荷花會出淤泥而不染呢，就在於荷花表面有一層超疏水材料，使得水流聚股流下，沖洗著淤泥。

超疏水技術是一種具有特殊表面性質的新型技術，超疏水材料有很大的發展前景：首先，可以自行清潔需要乾淨的地方；還可以放在金屬表面防止水的腐蝕生鏽；第三，基於對昆蟲的研究我們還可以使水上飛行成為可能，在船的表面加上超疏水膜減小阻力節省能源。超疏水技術對於建築工業、汽車工業、金屬行業等的防腐防鏽及防污也很有現實意義。特別是近年來的微電子系統、光電子元器件及納米科技等高新技術的高速發展，給超疏水塗層的研究和應用於勃勃生機。

圖：自然界中具有超疏水性的動植物

據《NewAtlas新聞網》近日報道，德國弗萊堡大學開發出一種具有自愈性能的超疏水塗層，或將突破其應用瓶頸。這種超疏水材料表面具有類似蛇褪去外皮的特性，可實現表面受損後超疏水性能的自愈。該研究成果近日發表於《朗繆爾》期刊。

受到如荷葉或水黽等自然界中的疏水表面的啟發，近年來湧現出大量超疏水材料。最典型的超疏水材料製備方法使在具有微米尺度的粗糙材料表面上構造具有納米結構。然而，這種微納米多級結構在受到外力摩擦時極易受損，導致疏水性能被破壞。

圖：水滴到超疏水材料上的現象

為克服這一短板，弗萊堡大學的研究團隊開發出一種具有多層結構的自愈型超疏水材料。該材料表層為具有疏水特性的聚四氟丙烯酸酯（PFA）膜，該PFA層表面由針狀的「納米草叢」結構組成，下面一層為常用與醫用設備的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水溶性高分子層，底層為具有「納米草叢」結構的超疏水硅塗層。當塗層表面受到磨損後，將塗層浸入水中，中間層的水溶性PVP層將被水溶解，使表面受損層脫落，暴露出底層的超疏水層。

根據研究團隊表示，目前該研究仍然處於實驗室探索階段，團隊正致力於提升材料表層的耐磨損性能，以防止材料底層的磨損。該研究為新型耐久、自愈型超疏水材料研發提供了新思路。

圖：經粘膠和超疏水塗層處理的表面，即便經過多次刀劃，也仍然保持自清潔功能

據專家介紹，該項研究有助於設計出新型交通工具和防水紡織品，對設計高速水上、水下和空中交通工具也將具有重要參考價值，甚至對未來人類的水上行走都可能產生一定影響。

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