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難舍最後一滴洗發水?不粘材料來幫忙!
2020-06-01 08:40:03 來源: 科技日報
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  剛把頭發打濕,結果擠不出洗發水了,再怎麼使勁甩瓶也只能弄出一點。但你知道洗發水並沒有用完——擰開瓶蓋,內壁還頑固地粘著不少洗發水。無奈之下,只能派“水”來將其強行帶走,但總感覺衝多少遍瓶壁都有殘留。

  不止是瓶壁內殘留的洗發水會造成浪費,每次擠洗發水也總有一些“流連”在瓶口。而像番茄醬、辣椒醬這樣的醬料瓶口,如果有未及時清理的殘留物就不只是美觀問題,還可能産生健康隱患。那有什麼辦法可以把洗發水或醬料幹幹凈凈、利利索索地倒出來,而不像前面描述的那樣“拖泥帶水”呢?

  想解決這個問題,還是先來摸清這些粘稠流體的性質吧。不論是洗滌用品還是醬汁,它們的成分都有親水或親油的特點。像醬油、果汁大都屬于水基的流體,也就是説它們的含水量很高。對于它們,科學家早已發明出有效的疏水材料。靈感來自大家都很熟悉的荷葉。在仔細觀察荷葉表面的微觀構造後,科學家發現上面密布著微小的突起,突起間充滿空氣,減少了水滴與荷葉的直接接觸,因此,水滴就會從荷葉上直接“溜”走,而不會粘在荷葉上。

  現在的大多數超疏水材料都是模倣荷葉結構設計的,例如以納米級別的二氧化硅顆粒制成的超疏水噴涂材料,用在布料表面可以起到“百污不侵”的防污效果。麻省理工學院的科學家發明的超疏水涂層也是類似原理,將其使用在包裝瓶內壁上,番茄醬和糖漿也能擠得幹幹凈凈。

  不過上述疏水材料更適用于水基流體,對食用油、芝麻醬這類含油量高的物質,效果就不盡人意了。而洗發水等洗滌用品的主要成分是表面活性劑。表面活性劑分子一頭親水,一頭親油,因此材料還需要兼具疏水性和疏油性才能不被粘上。

  我們知道,水在物體表面還可能形成水珠,但油滴基本都會攤開。這是因為油的表面張力比水小,內聚力不足,容易散在其附著的表面上。表面活性劑的表面張力也比水小得多,而且浸潤能力強,想甩開它可不容易。

  不過俄亥俄州立大學的研究團隊已經成功研發出了兼具超疏水性和超疏油性,且穩定耐用的不粘涂層,幾乎能夠應對所有常見流體,包括難以對付的洗滌劑。這種材料的疏水原理和上述疏水材料類似,材料表面布滿由二氧化硅納米顆粒形成的“Y”形突起結構,Y的“枝丫”間托著氣泡,形成空氣隔層,從而達到與流體最小化接觸的效果。要想實現不沾油,還需要對材料表面進行氟硅烷化處理,形成類似不粘鍋涂層(特氟龍)的單分子膜,以強化疏油效果。

  把這種超疏水疏油涂層加工在塑料包裝瓶內,洗發水就可以前所未有地順暢倒出,直到一滴不剩。材料中所使用的原料在一般條件下對人體也是安全無害的,因此還可以應用于食品包裝,從此喝酸奶再也不用舔瓶、舔蓋了。

  或許你認為一瓶洗發水殘余的量不算什麼,但每年這些商品的消耗數量驚人,積累起來就是巨大的浪費。另外,保持包裝瓶的清潔,也有利于塑料包裝瓶的回收。不僅能提高回收率,還能減少清洗塑料瓶的成本。除了包裝瓶,排水管道這種容易附著污物、滋生細菌的地方,還有醫療器械、電子産品外殼等需要保持清潔的物件,也可以用到這種不粘材料。不過目前這種材料仍在完善中,尚未實現商業化推廣。

  近年來,不粘材料的發展“百花齊放”,就連黏性固體也能實現不粘。例如,賓州州立大學的研究團隊從豬籠草的“滑梯”陷阱獲得靈感,開發出了能使便便不粘馬桶的超滑材料——LESS涂層。這種涂層擁有更細密的表面突起結構,由聚二甲基硅氧烷構成疏水基底,然後再噴灑上一層1微米的硅油潤滑劑,它能使黏性的便便變得潤滑,同時基底又將其與馬桶表面隔開,這樣便便就能一滑到底,不在馬桶上留下令人尷尬的痕跡。但是LESS也有大多數不粘材料的通病——不夠耐久。它所搭配的硅油需要後期噴涂,衝馬桶500次後就需要重新再噴,對于普通消費者來説成本還是略高。

  不粘T恤、不粘包裝瓶、不粘馬桶,相信在不久的將來這些産品都會得到普及,讓生活更舒爽。

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【糾錯】 責任編輯: 薛濤
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