伦敦-由伦敦大学学院(UCL)的研究人员领导的一个团队开发了一种新的油漆,可以使表面具有强大的自清洁功能。该涂层可应用于衣服、纸张、玻璃和钢铁,当与粘合剂结合时,在擦拭、用刀划伤和用砂纸磨损后仍能保持其自清洁性能。

自清洁表面的工作原理是对水非常排斥,但当它们受到损坏或暴露在油中时往往会停止工作。研究人员说,这种新涂层创造了一种更有弹性的表面,可以抵抗日常磨损,因此可以用于从服装到汽车的广泛现实应用。

第一作者姚璐(伦敦大学学院化学)说:“防水可以让材料自我清洁,因为水会形成大理石形状的液滴,在表面滚动,就像微型吸尘器一样,一路上收集污垢、病毒和细菌。为了实现这一点,表面必须是粗糙和蜡状的,所以我们开始在坚硬和柔软的表面上创造这些条件,我们设计了自己的油漆,并将其与不同的粘合剂结合起来,以帮助表面承受损伤。”

这项研究由伦敦大学学院、帝国理工学院和大连理工大学的研究人员共同完成,并发表在《中国日报》上科学,展示了由涂层二氧化钛纳米颗粒制成的新涂料如何提供广泛的材料自清洁性能,即使是在浸在油中和浸在油中之后以及表面受损之后。

根据材料的不同,使用不同的涂层方法来创建防水表面。艺术家用喷枪在玻璃和钢铁上涂漆,用浸渍涂料涂棉花,用注射器把颜料涂在纸上。

所有的材料都变得防水和自清洁,因为不同大小的水滴反弹而不是湿润表面,去除了研究人员涂抹的污垢。这是在表面受到损伤后保持的。

Lu补充说:“我们的涂料在恶劣条件下的各种表面都表现得非常好,这些表面旨在模拟现实世界中材料的磨损。例如,汽车油漆经常磨损和划伤,我们希望确保我们的油漆能够经受住这种情况。除了实际用途,这种颜料还可以创造性地用水来创作艺术,这是我在自己的时间里一直在探索的事情。”

这些实验被拍摄下来,以显示处理过的表面与对照的行为。例如,将处理过的棉絮浸入蓝色的水中,就会出现纯净的白色,没有任何污染的痕迹,处理过的纸在接触灰尘和水后仍然保持干燥和清洁。

联合作者、伦敦大学学院无机化学教授克莱尔·卡马特(Claire Carmalt)说:“自清洁表面广泛应用的最大挑战是找到一种方法,使它们足够坚韧,能够承受日常损坏。表面的机械性能往往很弱,所以很容易被擦掉,但通过将我们的油漆与不同的粘合剂配对,我们已经证明了有可能制造出坚固的自清洁表面。我们使用了现成的材料,因此我们的方法可以扩大到工业应用。”

通讯作者、化学教授、伦敦大学学院化学系主任伊万·帕金教授说:“我们的工作旨在在非常小的范围内表征新材料,这样我们就可以看到如何最好地利用它们来改善我们的日常生活。这种新涂料适合我们为不同目的开发的更广泛的表面组合,包括对抗医院获得性感染的抗菌涂料,我们希望它的发现能推动自清洁表面的广泛采用。”