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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。”