德国美因茨——眼镜再也不需要清洗了，肮脏的挡风玻璃也已成为过去式。德国美因茨马克斯普朗克聚合物研究所和德国达姆施塔特技术大学的研究人员现在离实现这一目标更近了一步。他们用蜡烛烟灰制作了一种透明的超疏水性玻璃涂层。油和水都会从涂层上滚下，什么都不留下，即使研究人员用喷砂破坏了这一层，情况也是如此。这种材料的这种特性要归功于它的纳米结构。以这种方式密封的表面可以在任何污染或甚至是一层水是有害的或只是一个讨厌的地方使用。

多丽丝·沃尔默讨厌她的眼镜总是这么快就弄脏。然而，这位领导马克斯·普朗克聚合物研究所一个研究小组的科学家正在寻找解决这个问题的方法。她和她的团队现在离找到一个更近了一步。美因茨的研究人员正在研制一种透明涂层，它能很好地拒水拒油，不仅能使眼镜镜片和汽车挡风玻璃上的水和污垢远离，还能使摩天大楼的玻璃幕墙远离。它还可以防止血液或被污染的液体残留在医疗设备上。

涂层基本上由一种极其简单的材料组成:二氧化硅，所有玻璃的主要成分。研究人员在其表面涂上一层氟化硅化合物，这种化合物已经使其表面防水防油，就像一个不粘锅。真正巧妙的部分是涂层的结构。这就是为什么玻璃具有超强的防水和防油性能。在有这种涂层的煎锅里，水和油会以水滴的形式滚动。该层的结构类似于完全无序孔隙的海绵状迷宫，由微小的球体组成。

Vollmer说:“圆形表面即使是低粘度的油也不会被弄湿，尽管这在能量上是最有利的。”这是因为即使是氟化表面的液体也必须压在这些直径约60纳米(1纳米相当于百万分之一毫米)的球体上，才能在表面形成一层薄膜。这需要太多的能量。

这种涂层对于许多应用都是理想的，尤其是因为它很容易生产。沃尔默说:“我们甚至可以用果酱罐来生产。”研究人员利用蜡烛火焰产生的烟灰制作了类似玻璃印记的东西，作为球体多孔结构的模型。研究人员首先将玻璃载玻片放在火焰中，使直径约40纳米的煤烟颗粒在玻璃上形成海绵状结构。下一步是在玻璃容器中涂上二氧化硅——即使是果酱罐也可以——通过蒸汽将挥发性有机硅化合物和氨沉积在煤烟沉积物上。当他们随后加热这种材料时，烟灰分解了。下一步是将氟化硅化合物气相沉积到空心二氧化硅结构上。

然后他们尝试用不同的液体润湿这种涂层。然而，他们没有成功，即使他们让十六烷从很高的地方滴到它上面;在不粘锅里，十六烷会像脸盆里的水一样散开。Vollmer解释说:“最初，一滴油渗透到海绵状结构中，但随后像橡胶球一样反弹回来。”尽管有一部分液体留在了玻璃孔中，并浸湿了材料，但当大部分液滴在反弹后以较慢的速度返回表面时，它又把留在玻璃孔外的少量己烷吸走了。最后，重逢的水滴像一个球一样躺在水面上。美因茨的研究人员用总共7种液体测试了超双疏层，发现没有一种液体被玻璃海绵吸走。

Vollmer和她的团队在美因茨马克斯普朗克研究所工作，该研究所的部门主任Hans-Jürgen Butt说:“由于这种材料能很好地排斥水和油，它将适合作为一种自清洁涂层用于大量应用。”即使去除了部分玻璃层，玻璃结构仍然是超双疏的。这是因为它的内部结构和表面结构是一样的。只有当薄膜厚度小于一微米时，它才会失去自清洁特性。这正是在实践中很快会发生的事情，即使是用几微米厚的自清洁海绵结构涂在眼镜镜片或窗玻璃上。当研究人员让沙子滴落在精致的玻璃结构上时，涂层很快就被磨损了。Vollmer说:“下一步，我们希望开发一种具有更好机械稳定性的超双疏层。”

通过这种涂层的帮助，研究人员希望更多地了解决定材料防水和防油性能的因素。“我们仍然不知道这种关系的细节，”Hans-Jürgen Butt说。“因此，寻找超双疏材料或多或少是一个反复试验的过程。”一旦研究人员系统地了解了液体湿润表面的原因，工业公司将能够专门开发用于建筑、光学和医学领域的自清洁涂料。