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富勒烯超级防水材料,浸入2英尺深的水中数小时,也能保持干燥
富勒烯超级防水材料,浸入2英尺深的水中数小时,也能保持干燥


2016 年,我们为您带来了防水纳米涂层技术的消息,该技术可使任何设备防水。当时它主要用于保护电子产品。然后在 2018 年,研究人员开发了一种 更安全的无毒涂层,可以使织物防水。



现在,中佛罗里达大学的研究人员设计了一种新型纳米材料,可以防水并且即使浸入水下也能保持干燥。该团队由 UCF 纳米科学技术中心的教授 Debashis Chanda领导 ,他声称他的灵感来自大自然以及某些植物和生物物种的进化,以创造新的纳米材料。



防水或疏水性是大自然保护动植物免受真菌、藻类生长和污垢积聚等病原体侵害和自我清洁的工具,从荷叶的结构中获取线索,并合成了基于富勒烯分子晶体的纳米结构材料。







富勒烯(C60 和 C70)是通过结合碳分子形成笼状封闭结构而产生的。然后这些结构可以相互堆叠形成称为富勒体的高晶体。



富勒烯是在石墨、钻石之后被发现的单质碳的第三种同素异形体。1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托和美国科学家理查德·斯莫利发现了富勒烯C60,并提出了其笼型结构;1990年,德国科学家首次合成了克级C60分子。那么牛津大学科学家生产的“内嵌富勒烯”材料有何独特之处,为什么这么贵?



内嵌有氮原子的内嵌富勒烯生产难、分离难、保存难,所以才特别昂贵。这种分子生产难度非常大,一般是在室温下用氮离子轰击C60的方法制得的,大多数氮离子或者击不破C60碳笼,或者把碳笼打碎,只有极少数能量合适,轰击角度正好的氮原子才能够击破碳笼,刚好耗尽氮离子能量,而后碳笼又自己修复好,才能得到氮内嵌富勒烯;而把这生产出来的不到万分之一的氮内嵌富勒烯从其他C60中分离出来并纯化,也是一个极其艰巨的任务。最后,内嵌有氮原子的富勒烯不太稳定,保存起来也非常困难。







只需在任何表面上滴一滴由富勒体制成的凝胶,即可形成超级防水状态。更好的是,凝胶不会干扰被处理的原始材料。



先前报道的疏水表面在特定水深下浸入水中超过几分钟时不会保持干燥。这就是新材料如此具有开创性的原因。



即使将它们浸入 2 英尺(60.9 厘米)深的水中几个小时,薄膜仍然保持干燥。我们甚至发现它们可以以腹甲的形式在水下捕获和储存气体,一种被困气泡的形式,模仿加利福尼亚莫诺湖神奇的碱蝇。

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