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根据今天发表在《科学》杂志上的一份报告,制造具有更高防水性和耐用性的柔性涂层非常容易——字面意义上来说就是“啪”的一声。 将涂层分子化学连接到已被拉伸的聚合物材料上,然后让该材料弹回原状,就可以形成几乎坚不可摧的涂层,最终可用于涂覆从煎锅到飞机的一切物品。

北卡罗来纳州立大学的 Jan Genzer 和 Kirill Efimenko 将氟化分子(常见于不粘锅和防水织物的聚合物表面)嵌入到一种类似硅橡胶的聚合物中,这种聚合物被称为聚二甲基硅氧烷。 结果是一种所谓的机械组装单分子层 (MAM)。 在随后对材料的不渗透性和耐久性测试中,研究人员将 MAM 条和传统涂层条浸入水中,然后在正常的实验室条件下储存它们。 “令我们惊讶的是,即使在尘土飞扬、潮湿的环境中放置六个月后,MAM 的表面几乎保持不变。 MAM 的化学性质,如取向和分子密度,保持不变,物理劣化非常少,”Genzer 指出。 另一方面,标准涂层在水中放置相对较短的时间后开始劣化。“它们的分子变得无序。 在某些情况下,我们观察到表面性质在仅仅一天多一点后就退化了,”他补充道。

该团队计划通过实验使用碳氢化合物作为嵌入分子,并探索 MAM 涂层在酸和其他极端环境中的性能,来跟进这些有希望的初步结果。“通过在纳米尺度上操纵材料,我们可以大大改进大自然所提供的,”Genzer 评论道,“为了制造商和消费者的利益。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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