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材料牛注:再也不用每天擦拭玻璃上的污渍啦!马斯达尔学院科学家在超亲水领域的最新研究,带你领略二氧化钛的神奇奥秘!

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你能想象到不需利用任何能量或者采取任何独特的手段,就可以保持材料表面清洁、干燥和净爽吗?这意味着你可以有效地利用许多不同的材料,比如太阳能电池板上的玻璃,而不用担心其表面清洁、保养和腐蚀等问题。

马斯达尔学院(Masdar Institute)的科学家在常见的二氧化钛化学制品中,发现了这种自清洁能力。当太阳能电池表面涂覆这种矿物质时,会使其表面具有超亲水性,或者说是对水有极端的亲和力。这意味着,当水和涂覆二氧化钛的表面接触时,水分子将展开并且最大程度地和表面接触,这使得水分子均匀地滑过表面,带走表面的所有杂质。

超亲水表面的亲水和扩散特性有利于表面抵抗污垢和雾气的累积。如果污垢聚集起来,那么仅仅利用流水冲洗表面就可以使之清洁。这种特性已经广泛地应用于各种室外项目,比如玻璃、混泥土材料、铺路砖和瓷砖等。然而,利用二氧化钛实现超亲水,需要将二氧化钛薄膜经过辐照或者曝光处理。而如今,我们正在努力实现不经曝光处理,得到相同的超亲水性能。这将极大扩展其在众多室内材料中的潜在商业用途。

研究团队中的一名科学家介绍到,他和Corrado Garlisi博士生一起探究新型的薄膜材料。这种新型材料能在不曝光的条件下,使表面具备超亲水的性能。即使是在晚上,这种材料在室内和室外都能获得令人满意的超亲水性能。

科研人员研发的薄膜,薄到透明,能够用于对透明度有要求的玻璃或者其他表面。为了使其新颖性和商业领域的潜能得到认可,研究人员通过美国专利商标局(USPTO)为这种薄膜申请了专利。

这种二氧化钛薄膜的另一个优点在于,可以通过廉价且性质长期稳定的无机材料制备而成。涂覆这种薄膜的独特方法是在马斯达尔学院的无尘室中进行的,并且通过实验测试确保表面薄膜具有理想的结构特性、形态和润湿性。

这种薄膜更进一步的特性是能够通过人造光或自然光将吸附在表面的有机分子,从而清洁表面的污渍。例如,造成空气污染的挥发性有机化合物(VOCs),在材料表面会被氧化或破坏,这有助于室内空气质量的提高。后者的特点,对于表面要求透明且位于挥发性有机化合物源头附近的室内材料极具吸引力。

目前,研究人员正在开展与当地和国际利益集团的合作。这些研究活动的进一步发展,将有助于阿拉伯联合酋长国(UAE)在国家新材料的制造中抢占先机。

原文链接:Keeping Surfaces Clean, Anywhere, Anytime.

本文由材料人编辑部杨树提供素材,谢晓靖编译,万鑫浩审核,点我加入材料人编辑部

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