
蘇州納米所在多功能超疏水智能涂層方面研究獲得新進(jìn)展
超疏水界面,通常是指水與材料外觀的接觸角大于150°,如:生活中常見(jiàn)的荷葉和水黽科昆蟲(chóng)的腿部。制造人工超疏水外觀并將其廣泛的應(yīng)用于防水、自清潔、減阻以及選擇性吸取等領(lǐng)域已經(jīng)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。然而穩(wěn)固性、天真性以及實(shí)用性目前仍然是超疏水材料在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中急需解決的題目。除此之外,能將超疏水材料與可穿戴柔性傳感應(yīng)用相結(jié)合的超疏水智能涂層還未見(jiàn)報(bào)道。
針對(duì)以上的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)題目,中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張珽研究員團(tuán)隊(duì)修建了有多級(jí)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的多壁碳納米管(MWCNT)/熱塑性彈性體(TPE)復(fù)合超疏水智能涂層,該涂層同時(shí)兼具了超疏水和優(yōu)秀的應(yīng)變感知性能,可以有用的抵抗環(huán)境中水、酸液、堿液、汗液等干擾。從研究效果來(lái)看,得益于復(fù)合涂層中梯度分布的TPE和穩(wěn)固的微米孔-納米突起復(fù)合結(jié)構(gòu),該多功能涂層既可以與柔性襯底(如:柔性織物、聚酰亞胺、聚乙烯等)穩(wěn)固結(jié)合也可與剛性襯底(如:玻璃、金屬等)優(yōu)秀的結(jié)合,且吻合Wenzel以及Cassie模型具有特別很是穩(wěn)固的超疏水性能(接觸角~162°);另一方面多孔微納復(fù)合結(jié)構(gòu)給予MEWCNT/TPE復(fù)合網(wǎng)絡(luò)對(duì)拉伸、彎曲以及扭曲良好的應(yīng)變感知能力:實(shí)現(xiàn)了高靈敏度(GF:5.4~80),高分辨率(1°的彎曲),快速相應(yīng)時(shí)間(<8ms),大應(yīng)變范圍(最大應(yīng)變~76%、彎曲角度0°~140°,扭曲0-350radm-1)以及高穩(wěn)固性(5000次大應(yīng)變拉伸實(shí)驗(yàn))?;谥悄芡繉拥膬?yōu)秀性能,該團(tuán)隊(duì)成功地實(shí)現(xiàn)了多功能應(yīng)用:在復(fù)合材料中加入四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子修建磁驅(qū)動(dòng)“水黽”機(jī)器人;形成智能織物全范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體動(dòng)作等等。該研究對(duì)超疏水材料、智能材料與柔性智能體系領(lǐng)域有緊張意義。相干研究成果已發(fā)表在近期AdvancedMaterials雜志上(DOI: 10.1002/adma.201702517),并被選為內(nèi)封面(Inside Cover)。
該工作得到了國(guó)家天然科學(xué)基金、江蘇省卓異青年基金項(xiàng)目等的資助。
圖1.(a)、(b)多功能智能涂層外觀形貌;(c)水滴(~3mL)在未處理、堿、酸、紫外處理之后的智能涂層外觀的光學(xué)照片;(d)智能涂層截面的微觀形貌
圖2.(a)多功能智能涂層對(duì)應(yīng)變相應(yīng);(b)對(duì)不同頻率動(dòng)態(tài)相應(yīng);(c)相應(yīng)時(shí)間;(d)循環(huán)測(cè)試;(e)水滴(~3mL)在延展的涂層外觀光學(xué)照片
圖3. (a)、(b)真實(shí)水黽和“腳”上涂有多功能智能涂層的磁驅(qū)動(dòng)“水黽”機(jī)器人;(c)防水智能傳感衣物;(d)智能傳感手套與防潑水能力;(e)內(nèi)封面圖片(Inside Cover)
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隨著電子產(chǎn)品防水需求的不斷提高,從原先的 IP54到現(xiàn)在的IP67IP68等級(jí)!市場(chǎng)上出現(xiàn)了防水透氣膜和防水透音膜,目前這兩種不同的材料應(yīng)用被搞混了,今天便與大家一起討論防水透氣
最近各地降雨量激增,所以手機(jī)就難免會(huì)沾點(diǎn)水,作為生活中不可或缺的電子產(chǎn)品,防水已經(jīng)成為一個(gè)十分重要重要功能,而且個(gè)人對(duì)目前的IP68手機(jī)市場(chǎng)是相當(dāng)不滿意的。為什么?太貴
自然界中荷葉具有出淤泥而不染的典型不沾水特性(學(xué)術(shù)上稱(chēng)為Cassie-Baxter狀態(tài)),具有自清潔、抗結(jié)冰、減阻、抗腐蝕等廣泛應(yīng)用價(jià)值,而玫瑰花瓣則具有水滴高粘附特性(稱(chēng)為Wenze

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