自清潔材料何時能推廣應用?
「江南可採蓮,蓮葉何田田。」在「接天蓮葉無窮碧」的初夏,看到荷塘中「小荷才露尖尖角」的景象,我們遙想未來:荷花盛開,蓮葉相陪,這是多美的盛景!歷代詩人讚賞荷花莫過於對蓮葉的稱頌,它生於淤泥,卻不染纖塵,因而成了純潔的象徵。
蓮葉「出淤泥而不染」,不僅有疏水功能,還會驅除纖塵和細菌、有利於光合作用,這是億萬年來自然演化的結果。科學家為了弄清楚植物葉子疏水的奧秘,測試了上百種植物,結果,蓮葉是當之無愧的佼佼者,堪稱「疏水能手」。如今,我們已經知道蓮葉表面有一層類似橡膠的蠟質,它是疏水性的碳氫化合物。用顯微鏡觀察蓮葉,其表面有微小的、數以百萬計的「突起」,當水滴落到蓮葉上的時候,總是被困在突起之間的空氣上方,這樣,蓮葉對水的吸附力就遠小於水的表面張力,使水滴維持在一個接近球形的狀態,只要蓮葉略微傾斜些,就會讓水滴滑落,造成蓮葉不沾水的自然現象。
蓮葉不沾水以及「潔身自好」的品質,給我們什麼樣的啟迪呢?人們自然而然地想到:如果能製造出一種「仿蓮葉」的材料,既能疏水、防油,又能防止纖塵、污泥,這樣的材料不是很有實用價值嗎?
科學家們也想要製造一種「自清潔」材料,而且做了許多研究。有科學家通過製作材料的表面突起著手,使得水和灰塵與材料的表面有類似蓮葉的突起,水滴和灰塵就不能沾上;另外,也有科學家研製使用潤滑劑又富含突起的多孔材料,有許多物質,如水、油、血液都能在其表面滑落。
前些年,國外有科學家研製出一種有自清潔性能的金屬板,由於板上包裹著一層納米級噴霧和潤滑劑,所以在表面出現裂痕時,可以利用潤滑劑自行修補,而且它的適應能力很強,當溫度高於250攝氏度或者水下7000米的環境下,都具有自清潔能力。
人們還希望有一種防水防油污的衣料,於是,科學家研製出了防水防污的材料—-有機氟整理劑。用有機氟整理後的織物,具有拒油和撥水的特性,使得任何污染都難以滲透到衣物纖維,例如,肉湯、果汁、醬油、食油、酒類、墨水等的污染,只要用餐巾紙稍加擦拭即可除去,如果清理得當,還能使衣物表面不遺留任何痕迹。
記得有位學者在看到蓮葉疏水的現象後,想到如果有誰發明一種像蓮葉那樣不沾水的玻璃,用作汽車的擋風玻璃,雨刷就可以免了。這個想法很有創意,可惜,這種玻璃至今還沒有上市應用,因此,最好的豪車在傾盆大雨的時候,沒有雨刷也會「寸步難行」。
究竟是什麼原因造成自清潔材料難以推廣應用?首先,某些原材料價格昂貴(如氟化硅油等有機氟化合物),如果處理不當還要造成環境威脅;其次,對於某些溶劑,如丙酮和苯等無法抵制,甚至在實驗室也難以做到;再次,研究複合材料表面的新物質相,就要弄清楚它在微米、納米,或者原子分子水平上的化學和物理結構,及其性能,目前還有許多難題需要攻克。所以,有科學家認為:製作自清潔材料僅僅是個目標,要實現這個目標還可能是遙遠的事。
如此看來,我們需要不沾水的擋風玻璃也好,要使自己的衣服能夠「一塵不染」,不會沾上任何污泥油漬的奇蹟也罷,目前是「可望而不可及」。


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