來自butterfly的靈感：材料彈性與疏水

材料牛注：蝴蝶的翅膀為我們提供了很好的靈感，告訴我們靈活有彈性的材料是如何具有超疏水性的。下面，就讓我們跟著隨蘇黎世聯邦理工學院的研究者們一起，探索材料的彈性與疏水性到底具有怎樣的一種關系。這項新的發現可以用于提高帳篷或服裝等織物的防水性。

由蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的Dimos Poulikakos教授領導的研究團隊證實，通過提高材料的靈活性和彈性，可以增加材料表面的抗水性。科學家們對固定在固體基質上的超疏水薄膜和懸空從而可以發揮其靈活性的薄膜進行了比較，發現具有最佳厚度和彈性的懸空薄膜比固定在基質上的相同薄膜的疏水性高1.6倍。

Poulikakos集團的資深科學家Tom Schutzius通過一個防雨材料的例子說明了柔性材料的優勢——雨滴撞在材料表面，如果該材料具有彈性，那么它對雨滴的沖擊就具有一定的緩沖性，雨滴會有輕微的反彈。但是如果材料不具有靈活性，那雨滴對其的沖擊就很大，材料表面就更容易被打濕。

納米粒子，化學和彈性

專家指出，如果水滴在一些表面，如超疏水表面上形成小珠子，當表面僅有略微傾斜時，這些小珠子都可以自由滾動。ETH的研究人員使用納米粒子和防水化合物對彈性彈簧鋼板或聚乙烯薄膜進行涂層，制備了他們自己的超疏水薄膜。這種納米顆粒使材料表面變得更加粗糙，減少了材料表面與水滴的接觸面積。這就像是一個人躺在一地釘子上，僅有很少的接觸面積。同樣，水滴對像釘子床一樣的表面的吸附力很小。

此外，科學家們對蝴蝶翅膀的靈活性進行了測試。這項研究的主要作者——ETH的博士研究生Thomas Vasileiou 說道：“在自然界中，有許多靈活性增強超疏水性的表面。例如一些昆蟲和鳥類的翅膀，以及某些植物的葉子。”這項研究已經被發表在PNAS期刊上。

研究人員不僅詳細地驗證了材料的輕盈性和彈性與其疏水性的關系，同時也描述了一般性規則——靈活性可以用于發展極度防水的材料。將來，這可以被用來進一步提高各種材料的防水性，例如，彈性纖維和剛性纖維可以被編織進帳篷和防水衣服以提高它的彈性。

原文鏈接：Flexibility Increases Water Resistance

文獻鏈接：Superhydrophobicity enhancement through substrate flexibilit

本文由材料人編輯部楊樹提供素材，黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。

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