老化的稀土具有防水性

材料牛注：防水材料在我們生活中的應用非常廣泛，巴塞爾大學，瑞士納米科學研究所和保羅謝勒研究所的研究人員研究出了一種利用稀土的老化來提升防水性的材料。這不僅為防水材料的研究開辟了新天地，也大大拓寬了稀土材料的應用領域。

涂覆有稀土氧化物的表面只有在接觸空氣后才能表現出防水性能。在室溫下，化學反應起始于空氣中的碳水化合物。在《科學報道》中，巴塞爾大學，瑞士納米科學研究所和保羅謝勒研究所的研究人員報道說，這些反應是造成疏水效應的原因。

稀土金屬存在于稀土礦物中，在當今有廣泛的用途。例如：汽車催化的轉換器和電池，熒幕和燈具的生產，以及作為磁性共振成像中的造影劑等。其應用領域之廣泛，意味著稀土面臨著重大的需求，而且這種需求正在不斷地增長。美國研究人員在2013年開辟了稀土新的應用領域，稀土氧化物涂層的表面已經具備疏水性。

巴塞爾大學，瑞士納米科學研究所和保羅謝勒研究所的科學家和Glas Tr?sch公司合作，更密切地研究疏水性質，疏水性僅在化學反應后才能展現。研究人員在玻璃上覆蓋了稀土氧化物，氮化物和氟化物，來分析它們可以被水浸濕的程度。

當涂層剛剛覆蓋上去時，他們沒有發現任何疏水性。正是在化學反應和氣態碳氫化合物在環境中發現之后，使得表面的粗糙度增加進而降低了水的浸濕性。

環境中的氣態有機化合物首先被表面吸附，然后和氧化物反應形成碳酸鹽和氫氧化物，直到表面被這些化合物完全覆蓋。這個過程在室溫下就能夠發生。

巴塞爾大學物理學院的Ernst Meyer說：“我們對表面老化造成的疏水效應感到驚訝。”從科學的觀點來看，這些結論是非常透徹的，因為催化過程也通常在室溫下產生，這對于表面物理特性的研究很重要。

然而，測試的材料并不適合于工業生產的疏水玻璃表面，因為玻璃在展現所需的疏水特性之前，需要經歷一個復雜的存儲過程。

原文鏈接：Rare-Earths Become Water-Repellent Only as they Age.

文獻鏈接：Surface chemistry of rare-earth oxide surfaces at ambient conditions: reactions with water and hydrocarbons

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，陳澤群編譯，周夢青審核，點我加入材料人編輯部。

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