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05/17/2024
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來自荷葉的靈感 華裔發明超疏不沾液

  【本報綜合報導】洛杉磯加大機械與航天工程研究所(UCLA Mechanical and Aerospace Engineering)發明「超疏液」(Superomniphobic)結構,任何材料都可以通過類似超級不沾液的微奈米「超疏水」結構使表面變成「超疏液」,讓所有液體都不會浸潤到該物質中。該研究日前發表於科學(Science)期刊上,並已申請國際專利「轉變任何材料表面為疏液體表面」。
  「超疏液」結構的發明者之一,來自浙江大學的洛加大劉挺毅博士表示,「超疏液」的概念源自於下雨後荷葉表面上有立體且晶瑩的水珠,代表荷葉表面非常疏水,不會讓水珠浸潤到葉子裡。生活中許多防水材料皆由化學結構組成,舉例來說,乾淨的玻璃其實能夠被大部分液體附著,下雨時水珠之所以不會依附在汽車的擋風玻璃上,是因為擋風玻璃已經塗上防水塗層。
  如同當今人們煮飯時使用的不沾鍋,其表面塗上鐵氟龍(Telfon)化學材料和微奈米結構的概念,此前已經有人製成「超疏水」和「超疏油」的表面。然而氟化物液體可以完全浸潤現有的一切化學材料,使得之前利用化學塗層的技術失效。這次發明的「超疏液」表面不需要使用化學塗層,而是純物理結構。理論上任何材料只要用此種物理結構製成,就可以阻擋各種液體滲透。
  劉挺毅說,「超疏液」表面是由像很多小傘的微奈米結構組成,僅5%是物質表面,另外95%是空氣。儘管如此,微奈米結構卻能有效地支撐液體無法進入小傘周圍的空間,使得液體無法滲透到物體表面。
  在科學期刊中,他們對比展示鐵氟龍(化學結構)和「超疏液」(純物理結構)的差別。在「超疏液」表面上,無論是水、甲醇、全氟己烷(3M FC-72電子氟化物)的液滴均仍呈現如珍珠般的立體形狀。但在鐵氟龍表面上,水、甲醇液滴雖也立體,但較扁平,而全氟己烷則是瞬間完全浸潤鐵氟龍表面,看不到任何立體液滴。
  「超疏水」用途極廣,可望對醫療器材發展有極大貢獻。

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