荷花出污泥而不染,荷叶则能把水聚成水珠滑下来,因此也引起科学家的兴趣,以此获得灵感创造出排水吸油的薄膜。
新加坡国立大学化学系助理教授刘小钢解释,荷叶之所以有这样的特质,主要因为它表面有凹凸不平、微米到纳米大小的点阵,水不但不聚集,还会滚成水珠,再加上荷叶是生物,本来就疏水,所以它属于强疏水材料。
以此作为他们的科研基础,刘教授的团队就想到利用氧化金属做成类似荷叶表面的凹凸结构。
他们选择二氧化锰(Manganese Dioxide)这种氧化金属,在一定的高温和压力下,能够像水结冰时一样,形成线状的结晶体,大小也是纳米级的。
这样一来,他们就能把这些“纳米线”混合成线网,再用一种叫silane的流质硅化物把这网状的线条镀上一层薄膜,这样一来,不但线条形成凹凸状,纳米线和薄膜之间的空气孔也起到了疏水的作用。
这层薄膜可以做到只有50到60微米厚(一微米相当于一千分之一毫米),根据油水相克的道理,疏水必定亲油,所以把水和油的混合体倒在上面,油就会吸附上去。
他说,比起漏油时,人们用头发或海绵去吸油,这项科技的优点是薄膜只吸油,但头发海绵水油都吸。
“薄膜也耐热,只要加热油就挥发剩下薄膜,但海绵是聚合物,一加热就会分解,所以薄膜是可循环使用。”
刘教授三年前还在美国麻省理工学院做博士后研究时就开始钻研这个新材料,他指出这种科技的局限性,一来需要大规模生产,成本是个问题。二来,海面浮油在阳光下会分解,跟水混合成难以分开、犹如乳胶(emulsion),使薄膜的有效性打折。
“我们现在正在从性能上加以改善,比如纳米氧化金属比较脆,得加些氧化钛增强其韧性。”
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