沒有了摩擦會發生什么–細數無摩擦表面的10大運用

ww_come 7年前 (2016-06-16) 4454瀏覽

材料牛注：你是否思考過完全失去摩擦的表面會是怎么樣的？本文將帶你走進各種無摩擦的世界，領略其從高端的軍事運用到平常泳衣的魔力之所在。

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多少次我們在高中物理課上看到這樣一個描述“假設完全沒有摩擦的表面”，多少次好奇老師那么容易就把我們帶到奇幻的世界。現在，有一個摩擦學的科學家團隊正在把兩個交互界面的摩擦消除的憧憬變成現實。它在有趣的方式下完成。比如，一個哈佛大學的研究團隊研究了豬籠草的葉子，它的特點就是在表面很滑、微觀脊處存在一層液態花蜜的陷阱。昆蟲在那里著陸就會滑下來落入豬籠草袋深處，然后被酶吞噬掉。回到實驗室，研究人員通過建立一個隨機的防水納米標簽網絡和涂聚四氟乙烯的納米纖維，然后把它們浸泡在富氟液體里。液體之間形成一層納米結構，阻礙了水和其他材料的流動，就這樣形成了一個幾乎不粘的表面。

10. 抵抗細菌表面

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生物膜--掛毯式的微生物，比如細菌和真菌生長在固體基質上，這樣會帶來很多健康問題。美國國立衛生研究院指出，生物膜的形成占人類微生物感染的65%。這些生物膜通過工作臺面或者外科器械開始它的生命，或者通過依附粘著在分子或組織如皮膚上。一旦附著成功，這些生物就會分泌胞外聚合物，它就像水泥一樣抓住細胞，然后在那個地方產生后代。如果你能阻止附著的進程，就可以阻生物膜的形成。英國諾丁漢大學的科學家通過涂層表面實驗室和醫療設備，像塑料工業中丙烯酸酯聚合物導管一樣能夠阻止細菌獲得立足之地，結果表明：這樣可以減少葡萄球菌的97%的覆蓋率！

9. 無摩擦調味瓶

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餐飲業的食品浪費的解決已經迫在眉睫，全球每年大概有100萬磅的醬汁和調味品粘在瓶子里。麻省理工學院的一個機械和納米研究人員稱，問題是需要大瓶蓋來讓調味品從擠壓瓶出來，不再需要大瓶蓋將會減少瓶子的塑料，同時避免了25000噸石油產品的浪費。他們有一個解決方法：在瓶子內部涂一層特殊的材料，能防止番茄醬,蛋黃醬或任何其他類型的醬汁粘在表面。大多數涂層含有你不想要攝取的納米潤滑劑，于是劍橋人研究出一種無味五毒的結構化液體食品材料，它可以用于調味瓶起到潤滑作用。

8. 無摩擦潛艇

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潛艇表面的摩擦占了潛艇能耗的65%。因此，科學家們在潛艇表面涂上具有革命性的納米涂層。這種材料在肉眼看來沒有什么特殊的，但是在顯微鏡下，它百萬分之一米內都有小針。當水遇到材料，它會把空氣困在針與針之間，這使得材料變得特別光滑。潛艇上的納米技術減少了很多的摩擦阻力，推動的能耗也降低了。

7. 飛機的除冰系統

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你見過不結冰的飛機機翼嗎？納米技術的成熟使這慢慢成為現實。通用公司全球研究中心的科學家開發出一種納米組織，它是一種疏水涂層，阻礙冰在機翼的附著。他們和北卡州立大學合作研究一種在彈性基體工作的無粘著聚合物，當張力釋放時，基體推動聚合物成為超密堆結構。飛機機翼涂上無摩擦聚合物能排斥任何東西，甚至是冰。

6. 涂鴉抵制墻

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涂鴉對城市造成了很大破壞和浪費很大不必要的金錢。涂鴉抵制墻采用不粘材料，它能抵制油漆附著或者容易被切除。這種材料的靈感來自于荷花的葉子，表面上形成很多微觀的脊，使得涂料無法附著。

5. 自動清潔汽車

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荷蘭埃因霍溫科技大學的研究人員稱，我們將更加接近永久拋光Prius。科學家并沒有開發全新的納米技術，而是把現在使用在機動車的防水產品優化了。原涂層是納米膠囊嵌入在表面，這些微粒膠囊具有排斥水的作用，但是這些膠囊的保質期有限。為了提高清潔、自愈合能力，荷蘭科學家重新設計納米結構，使得膠囊放置在桿處。當一個膠囊、桿組合被攪動時，潛在的桿出現并朝自己方向恢復工作。

4. 無摩擦管道

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在未來的房子里，所有的管道都有無摩擦涂層。這將阻止碎片的粘著，堵塞的現象不再出現。很多商家已經開始使用類似的技術，化學制造商通常在管道涂上聚四氟乙烯。聚四氟乙烯能防止污染和堵塞，也在最大限度地減少流動阻力,使制造過程中更有效率。

3.無粘著藤壺船舶

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當甲殼類動物粘著在船體和螺旋槳時，會降低船舶的效率。科學家發現，藤壺喜歡光滑的表面，對此他們開發了一種微觀結構材料包含有1到100微米的微小的峰和谷。然后放在富集藤壺的環境中，測量藤壺粘著量。相比光滑的表面而言，藤壺的粘著量降低了92%。這個研究將引導第一艘不粘著藤壺的船的誕生。

2不粘口香糖

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一個英國聚合物公司正在解決口香糖的問題。他們創造了一種革命性的藝術口香糖叫Rev7，它可以從很多表面輕松去除。為了達到這種性能，他們在口香糖上添加一種既親水又疏水的化學物質。聚合物對油的親和使得口香糖變得柔軟，但是它對水的親和意味著口香糖總有一層水。正因為口香糖有一層水使得它不會粘著在任何表面。