给超疏水材料装上“铠甲”中国科学家成果登上Nature封面!
为什么水蜘蛛可以在水上行走?为什么荷叶“出淤泥而不染”?为什么蝴蝶的翅膀不会被打湿?其实,这些都与动植物“身体”表面的超疏水性有关系。视觉中国供图 受上述自然现象的启发,人们逐渐掌握了制备超疏水材料以实现自清洁的“秘密”——其对水具有极好的排斥性,水滴在其表面无法铺展而保持球状且极易滚动,滚动过程中可以带走表面尘埃,从而达到自清洁效果。 但是,这种超疏水材料表面结构十分脆弱,难以实现广泛应用。如何给超疏水材料表面“披上”坚固“铠甲”?未来这种新型表面会有哪些应用?记者6月8日从电子科技大学获悉,日前《自然》杂志封面发表了该校基础与前沿研究院邓旭教授团队最新科研成果,该篇名为《设计坚固的超疏水表面》的论文提出,通过为超疏水表面“穿上”具有优良机械稳定性微结构“铠甲”的方式,解决了超疏水表面机械稳定性不足的关键问题。该论文在《自然》杂志封面刊发。受访者供图“超疏水性vs机械稳定性”鱼和熊掌能否兼得? 荷叶为何“出淤泥而不染......阅读全文
超疏水仿生材料表面
由于超疏水材料,特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性,测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础,而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度
给超疏水材料装上“铠甲”-中国科学家成果登上Nature封面!
为什么水蜘蛛可以在水上行走?为什么荷叶“出淤泥而不染”?为什么蝴蝶的翅膀不会被打湿?其实,这些都与动植物“身体”表面的超疏水性有关系。视觉中国供图 受上述自然现象的启发,人们逐渐掌握了制备超疏水材料以实现自清洁的“秘密”——其对水具有极好的排斥性,水滴在其表面无法铺展而保持球状且极易滚动,滚动
超疏水材料表面水滴运动方式破解
水滴在超疏水表面被弹开的瞬间。 “在高度防水的超疏水材料表面,水滴会在压力的作用下,像玩蹦床一样快速自发弹走。”日前,瑞士科学家借助高速成像技术,破解了水滴在超疏水材料表面的运动方式。该研究有望在航空、汽车制造以及生物医学等领域获得应用,让不结冰的机翼、不沾灰的汽车以及不凝露的玻璃成为现实。相
超疏水材料的接触角测试:荷叶
本视频演示了超疏水材料的接触角测试过程,示例中采用了荷叶作为测试的样品。超疏水材料的接触角测试非常特殊,由于此时微小的重力均会对接触角产生明显影响,因而,此时只有Young-Laplace方程拟合法才能完成测试。通常的算法,如圆拟合、椭圆拟合均不符合要求,更谈不上落后的量高、量角等方法。而在硬件方面
兰州化物所功能化超疏水材料研究取得进展
中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心复合润滑材料研究组在功能化超疏水材料研究方面取得新进展。 为了解决超疏水表面机械稳定性差和易被油污染的问题,兰州化物所研究人员通过热压的方法制备了一种超疏水的CNTs-PTFE整体材料。该整体材料经砂纸多次刮擦后仍具有
美国开发出稳定、持久的超疏水表面材料
美国哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)研究人员创造出了一种新型表面材料,可在水下数月保持干燥,还能极大地抵御细菌和藤壶等海洋生物的粘附。相关研究结果发表在《自然-材料》(Nature Materials)杂志上。 研究人员创造了一种亲气钛合金表面——即能吸引和排出空气或气体气泡
测量超疏水材料接触角遇到的最大障碍
使用光学接触角测量仪测量接触角首先需要将液滴转移到材料表面,但是由于材料的超疏水特性,液滴总是粘附在注射针的顶端,很难转移到材料表面。如果过分增大液滴的体积,利用重量把液滴转移下来,过大的液滴会增加准确测量接触角的难度。有人不得不用手指轻弹注射针抖落液滴,这也不是规范的实验操作。非接触式注液是目
美国开发出稳定、持久的超疏水表面材料
美国哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)研究人员创造出了一种新型表面材料,可在水下数月保持干燥,还能极大地抵御细菌和藤壶等海洋生物的粘附。相关研究结果发表在《自然-材料》(Nature Materials)杂志上。 研究人员创造了一种亲气钛合金表面——即能吸引和排出空气或气体气泡
油水分离用超疏水石墨烯泡沫材料问世
近日,中国科学院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室复合材料研究团队科研人员通过调节材料表面粗糙度以及表面能,设计了具有超疏水特性的油水分离用石墨烯泡沫材料。相关研究结果发表在《胶体与界面科学杂志》上。 新型二维碳材料——石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元,特别是由其为基本单元构成的三维结构
超疏水材料的接触角测试:荷叶(lotus-leaf)
超疏水材料的接触角测试过程,示例中采用了荷叶作为测试的样品。超疏水材料的接触角测试非常特殊,由于此时微小的重力均会对接触角产生明显影响,因而,此时只有Young-Laplace方程拟合法才能完成测试。通常的算法,如圆拟合、椭圆拟合均不符合要求,更谈不上落后的量高、量角等方法。而在硬件方面的特殊要求是
基于Wenzel和Cassie模型超疏水仿生材料表面
由于超疏水材料,特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性,测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础,而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度
内地高校Nature--Science概况--电子科大首篇Nature首登封面
本月21所内地高校作为通讯作者单位在Nature& Science发文 2020年6月,Nature和Science(后文简写为N&S)两期刊总计刊出原创论文(类型为Article的论文)135篇,其中Nature刊出76篇,Science刊出59篇。中国内地高校作为通讯作者单位(含共同通讯作者单
什么是超疏水性?
超疏水性物质,如荷叶,具有极难被水沾湿的表面,其水在其表面的接触角超过150°,滑动角小于20°。
仿生超浸润界面材料研究取得进展
仿生超浸润界面材料体系的构筑及其应用 出淤泥而不染的荷叶、翩翩起舞的水黾以及捕虫能手猪笼草等都是大自然的精妙创造,是具有“超浸润特性”的自然界杰出代表。作为超浸润领域的“掌舵手”,中科院院士、中科院理化技术研究所研究员江雷通过近二十年的潜心研究,总结规律,提出了二元协同理论,即将两个具有相反性质的
北航江雷院士团队程群峰教授课题组最新Nature-Materials!
2021年2月4日,《Nature Materials》以在线全文Article的形式发表了北航化学学院江雷院士团队程群峰教授课题组与美国德克萨斯大学达拉斯分校Ray H. Baughman院士团队在仿生高性能石墨烯薄膜方面的最新研究成果“High-strength scalable graph
上海应物所在超疏水材料界面成像研究中取得进展
近日,中国科学院上海应用物理研究所与华南理工大学研究人员应用同步辐射X射线相衬成像技术对超疏水材料界面开展了研究,在天然和人工超疏水材料与水的界面上观测到微米尺度的空气层,并成功实现了“空气垫”的直接成像,为揭示超疏水的机制提供了新的证据。该工作发表于自然出版社的《亚洲材料》杂志(NPG Asi
油水分离用超疏水石墨烯泡沫材料研究获进展
新型二维碳材料-石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元,特别是由其为基本单元构成的三维结构材料,具有丰富的孔道、较高的比表面积以及疏水亲油的特点,使其具有了作为油水分离用吸附剂的基本特征。同时,稳定的、互通的孔道结构以及高的表面化学活性,有利于材料油水分离过程中循环使用性的提高,因此,三维石墨烯逐渐
油水分离用超疏水石墨烯泡沫材料研究获进展
新型二维碳材料-石墨烯是构成其它石墨材料的基本单元,特别是由其为基本单元构成的三维结构材料,具有丰富的孔道、较高的比表面积以及疏水亲油的特点,使其具有了作为油水分离用吸附剂的基本特征。同时,稳定的、互通的孔道结构以及高的表面化学活性,有利于材料油水分离过程中循环使用性的提高,因此,三维石墨烯逐渐
油水分离用超疏水石墨烯泡沫材料研究获进展
近日,太原重型机械集团自主研发的首台海上5兆瓦风电机组在福建三峡集团福清兴化湾样机试验风场成功并网发电。 据悉,该设备风轮直径达153米,扫风面积比两个半标准足球场还大,轮毂高度105米,采用独立电动变桨等先进技术,一台设备每小时可输出5000度电,能满足1万户家庭使用。
超疏水性的理论原理
气体环绕的固体表面的液滴。接触角θ,是由液体在三相(液体、固体、气体)交点处的夹角。1805年,托马斯·杨通过分析作用在由气体环绕的固体表面的液滴的力而确定了接触角θ。气体环绕的固体表面的液滴,形成接触角θ。如果液体与固体表面微结构的凹凸面直接接触,则此液滴处于Wenzel状态;而如果液体只是与微结
超疏水到超亲水的可逆转变
Reversible Super-hydrophobicity to Super-hydrophilicity Transition of Aligned ZnO Nanorod Films Wettability is a very important property governed by b
超疏水性的研究和应用
许多在自然界中找到的超疏水性物质都遵循Cassie定律,而它在次微米尺度下可以和空气组成双相物质。莲花效应便是基于此一原理而形成的。仿生学上,超疏水性物质的例子有利用纳米科技中的nanopin胶片(nanopin film)。
关于超疏水性的相关介绍
超疏水性物质,如荷叶,具有极难被水沾湿的表面,其水在其表面的接触角超过150°,滑动角小于20°。 理论 气体环绕的固体表面的液滴。接触角θ,是由液体在三相(液体、固体、气体)交点处的夹角。 1805年,托马斯·杨通过分析作用在由气体环绕的固体表面的液滴的力而确定了接触角θ。 气体环绕的
超疏水性的研究和应用
许多在自然界中找到的超疏水性物质都遵循Cassie定律,而它在次微米尺度下可以和空气组成双相物质。莲花效应便是基于此一原理而形成的。仿生学上,超疏水性物质的例子有利用纳米科技中的nanopin胶片(nanopin film)。
超疏水性的理论基础
气体环绕的固体表面的液滴。接触角θ,是由液体在三相(液体、固体、气体)交点处的夹角。1805年,托马斯·杨通过分析作用在由气体环绕的固体表面的液滴的力而确定了接触角θ。气体环绕的固体表面的液滴,形成接触角θ。如果液体与固体表面微结构的凹凸面直接接触,则此液滴处于Wenzel状态;而如果液体只是与微结
仿金针菇疏水材料
这种材料采用苯二甲酸乙二醇酯(PET)的形式,在其表面上沉积一层紧密间隔的高而薄的纳米结构,顶部有圆形斑点。金针菇同样有长而细的茎,顶部是较大的圆形菌盖。 被称为纳米enoki PET的塑料是透明的,水、牛奶、番茄酱,咖啡和橄榄油等液体可从其表面滑落。即使经过5000次弯曲循环,这些组合质量
视频光学接触角测量仪喷射针头用于测试超疏水材料
演示了视频光学接触角测量仪所采和的喷射针头(液体针头)用于测试超疏水材料的情况。超疏水材料的接触角测试过程中,由于固体材料表面的表面自由能非常低,因而,液滴从针头转移到固体上面会非常困难。因而,喷射针头(液体针头)是我们测试超疏水材料接触角,顺利完成2uL以下,甚至更低液滴量的液滴转移至关重要。目前
兰州化物所多功能耐久性超疏水材料研究取得系列进展
超疏水材料在自清洁、防腐蚀、防结冰、防生物粘附和水下减阻等领域有广泛应用前景。但该材料存在功能单一、无法快速大规模制备、表面结构易被破坏而导致材料失效、耐久性差等缺陷,从而严重限制了其应用。 中国科学院兰州化学物理研究所研究员张招柱团队开发出了一种简单、高效制备耐久性超疏水材料的新工艺,克服了
一种具有异质化学性质的超疏血表面模型被研发
近日,电子科技大学基础与前沿研究院教授邓旭课题组提出了一种通过调控固液界面蛋白吸附以实现长效超疏血的策略,相关成果发表于《先进材料》。 具有微/纳米级粗糙结构的超疏液表面能够使血液维持在Cassie–Baxter状态,显著减小固-液接触面积,在生物医学领域展现出潜在的应用前景。然而,传统的超疏
上海公布“科技创新行动计划”自然科学基金面上项目通讯评审专家名单
上海市2024年度“科技创新行动计划”自然科学基金面上项目通讯评审已结束,现公布参加通讯评审的专家名单(按姓氏拼音排序)。 艾开兴、艾连中、安丙辰、安荷娣、安红梅、安晓霞、安玉贤、白承铭、白冲、白光伟、白建峰、白建文、白志山、包关水、包起帆、包伟华、包玉倩、鲍宝龙、鲍虹、鲍华、鲍萍萍、鲍学伟、