科学家开发出“滴水不沾”新材料连水蒸“汽”也不沾

<正>出淤泥而不染的荷叶是天然的不沾水"大师",它能防雨水但防不了水蒸气。美国宾夕法尼亚州立大学研究人员最新开发出一种连水蒸气也不沾的新型纳米材料,真正做到"滴水不沾"。据研究人员介绍,当液滴落到一个物体的表面,通常出现两种情况:一是物体表面仍"锁"有一层薄薄的气体,液滴漂浮在这层气体上,而不会沾在物体     

科学家开发出“滴水不沾”新材料

<正>出淤泥而不染的荷叶是天然的不沾水"大师",它能防雨水但防不了水蒸气。美国宾夕法尼亚州立大学研究人员最新开发出一种连水蒸气也不沾的新型纳米材料,真正做到"滴水不沾"。这项研究最近在美国《ACS纳米》期刊在线发表。据研究人员介绍,当液滴落到一个物体的表面,通常出现两种情况:一是物体表面仍"锁"有一层薄薄的气体,液滴漂浮在这层气体上,而不会沾在物体表面;一是两者之间没有气体,液滴与物体表面紧密接     

水蒸汽分离膜技术

<正> 采用聚酰亚胺材质的水蒸汽分离膜是膜表面覆有活性层的非多孔质膜,为中空纤维型非对称膜,几万至几十万根中空纤维膜安置在耐压容器中,构成分离膜组件。中空纤维膜外侧(即容器侧)进入高压原料气体,中空纤维膜内侧为低压的透过气体,亦即为外压式组件。膜外侧为湿气体(原料气),水蒸汽透过膜后在透过侧浓缩,原料气得以干燥后在非透过侧排出。为防透过侧浓缩的水蒸汽凝缩,原料气和透过侧水蒸汽要有较大的分压差,透过侧为减压状态。     

国内外文摘速报

20040401制备透明导电涂层的工艺和设备美国专利US2003049384,2003-03-13.该专利介绍了在底材上涂布均匀、透明导电涂层的工艺和设备。其中,工艺包括以下步骤:通过加热和雾化设备得到过热的微细金属液滴,在喷漆室中用这些液滴处理底材表面;在喷漆室中引入含氧的气体,冲击过热的微细金属液滴,通过放热反应得到大量的纳米级金属氧化物团簇;将金属氧化物团簇定向沉积于底材表面,形成均匀、透明的导电涂层。20040402防反射硬质涂层体系、层压板及其制备的防反射偏振器日本专利公开JP2003075605,2003-03-12.题述防反射层压板的表面涂布的是一层…     

美研制出可喷涂在物体表面的锂离子电池

美国莱斯大学研究人员开发出一种几乎可以喷涂在任何物体表面上的锂离子电池。这种可充电电池组成的喷漆,每一层都代表着传统电池的组件。     

铜基超疏水表面防覆冰/抗霜冻特性分析

超疏水表面具有良好的防覆冰性能,有望改善低温条件下设备和设施的可靠性。本文采用氨气腐蚀法,制备具有微纳结构的铜表面,通过低表面能氟硅烷修饰后,金属铜表面表现出超疏水特性,其水接触角可达152.1°。利用电镜扫描、接触角测量、结冰和结霜实验分别对超疏水铜表面的表面结构、湿润性能和防覆冰性能进行研究。结果表明,超疏水表面的防覆冰/抗霜冻性能不仅与表面的粗糙度有关,还受液滴在固体表面的湿润状态的影响。当液滴在具有微-纳米结构的超疏水表面处于Cassie状态时,液滴与金属表面的接触面积小,液滴结冰速率较慢,金属表面同时具有较好的防覆冰和抗结霜性;而当液滴在金属疏水表面处于Wenzel状态时,霜晶与固体表面的接触面积增加,加快霜层的生长,金属表面的抗结霜性明显降低。     

水滴与聚氧化乙烯液滴撞击荷叶表面的实验对比分析

为探究荷叶表面的液滴撞击行为规律,本文利用高速摄像机以14000帧/秒的帧率分别记录水滴和4种不同相对分子质量的聚氧化乙烯（polyethylene oxide,PEO）水溶液液滴竖直撞击荷叶表面的动力过程,其撞击速度为0.3~3m/s。实验结果表明,水滴与低相对分子质量（5×10⁴）的PEO液滴撞击荷叶表面的行为现象相似,两者随撞击速度增加依次有规则反弹、向上发射卫星液滴、不规则反弹（或部分反弹）、液滴破碎和液指断裂分离小液滴等现象发生,但水滴的接触时间更短,最大铺展系数也更小。中等相对分子质量（3×10⁵）PEO液滴在低速和高速撞击时分别为振荡弹起模态和振荡模态,临界速度为1.13m/s。高相对分子质量（1×10⁶、4×10⁶）的PEO液滴,其高分子长链与表面交互作用显著增强,表现出很强的黏性,撞击后反弹完全被抑制,均黏附沉积于荷叶表面;液滴发生沉积的临界Oh数为0.0544,且Oh数越大,液滴越难发生反弹。速度一定时,相对分子质量3×10⁵以上的3种PEO液滴的最大铺展系数均小于水滴;三者的上升系数随速度增加先减小后保持基本稳定或略微增加。     

仿生超浸润材料在防覆冰涂层中的应用

超浸润涂层是近年来防覆冰涂层的研究热点。本文探究了仿荷叶的超疏水涂层和仿猪笼草的超光滑涂层的设计与制备方法,阐述了2种涂层在防结冰机理上的不同和性能上的差异。超疏水表面通过增大水接触角减少水滴附着,延长结冰时间,其防覆冰效果与表面粗糙尺度相关,纳米尺度级表面可以克服高湿环境易结冰的缺点;超光滑涂层通过流动、化学均一的液体润滑层抑制水和冰在表面的积聚,防结冰、疏冰性能优异。纳米级粗糙结构有利于形成稳定的液体层,减小润滑层的损失。最后展望了超浸润防覆冰涂层的研究方向。     

德国开发新型超级双疏膜

德国马普高分子研究所近日成功开发出一种新型超级双疏(疏水疏油)膜,利用这种膜能够根据需要将二氧化碳等气体富集到溶液和气体中,或者将其从液体或气体中溶出。这些特性主要归因于膜表面的超双疏涂层。这一涂层不仅能改进气体交换,还能防止膜孔堵塞。研究人员利用蜡烛烟灰作为超级膜的基板,蜡烛烟灰具有比荷叶更强的自洁净能力。科研人员首先用氧化硅蒸镀蜡烛烟灰,紧接着烧掉剩余烟灰,之后产生了厚20纳米的膜膜上敷有一层超疏水疏油的含氯硅化合物。这个创造性的纳米结构设计不仅疏水疏油,制备也较为便利。     

PEMFC中粗糙GDL表面对液态水在GC中传输过程的影响

采用商业软件FLUENT中VOF模型模拟了质子交换膜燃料电池（PEMFC）中液态水在具有粗糙气体扩散层（GDL）表面的气体通道（GC）中的传递过程。考察了GDL表面润湿特性和粗糙度对液态水传输过程的影响。研究结果表明：和亲水GDL表面相比,疏水GDL表面有利于液态水的排出;和光滑疏水GDL表面相比,粗糙疏水GDL表面加快了液滴的排出,减小了液滴覆盖GDL表面的面积;同时,粗糙GDL表面增加了GC相似文献   

超疏水表面SiO_2纳米流体液滴蒸发动力学研究

实验观察二氧化硅(SiO_2)纳米流体液滴在超疏水表面上的蒸发过程,研究SiO_2纳米颗粒的加入对于液滴蒸发过程的影响;以硅片作为亲水表面基底,荷叶作为超疏水表面基底,通过亲水表面上的蒸发模式进行对照,发现超疏水表面上液滴的蒸发有明显的四个阶段,近似于接触半径不变的(CCR)模式。然后,实验进一步探究了亲水和超疏水两种表面上液滴蒸发时间的规律,验证了亲水表面上液滴体积的2/3次方随时间直线变化规律,发现超疏水表面液滴蒸发仍然遵循该变化规律,但由于蒸发过程润湿模式的转变具有不同的两段斜率。     

超疏水材料表面防结露效果的评价

利用仿生技术可制造出类荷叶结构的超疏水表面,可以有效地防止或减少金属表面结露结霜,这点得到了广泛深入的研究.目前对超疏水表面的研究集中在如何通过利用构造自身表面的微纳米结构和低表面能来使得液滴无法在其表面长时间停留来提高超疏水性能,但是却缺少如何定量地去衡量评价超疏水表面的抗凝露效果.针对这种情况,提出了采用液滴在固体表面脱落频率和脱落直径来衡量超疏水效果,利用这两个关键参数可较直观来衡量评价超疏水结构表面防结露的效果.     

荷叶表面的复刻及微纳结构对疏水性能的影响

结合改进的模板法和ZnO水热生长法在环氧树脂基底上得到了荷叶仿生超疏水结构,该方法工艺流程简单、制作成本低廉,可以实现微观结构的快速复刻。研究了模板法对天然表面复刻的适用范围,其对荷叶和水稻等具有突起类微观结构表面的复刻效果良好,并研究了水热法中ZnO生长液浓度对纳米结构的影响。同时为了研究不同微观结构对表面疏水性能的影响,制作了光滑表面、纳米结构表面和仿荷叶微米结构表面,并测试了表面的疏水性能。结果表明,粗糙结构能够提高低能表面的疏水性能,微纳复合结构更有利于表面形成超疏水;增加表面的粗糙结构能够增加液滴与固体接触面上的气-液占比,进而使得液滴在表面的接触角增加。     

荷叶表面的复刻及微纳结构对疏水性能的影响

结合改进的模板法和ZnO水热生长法在环氧树脂基底上得到了荷叶仿生超疏水结构,该方法工艺流程简单、制作成本低廉,可以实现微观结构的快速复刻。研究了模板法对天然表面复刻的适用范围,其对荷叶和水稻等具有突起类微观结构表面的复刻效果良好,并研究了水热法中ZnO生长液浓度对纳米结构的影响。同时为了研究不同微观结构对表面疏水性能的影响,制作了光滑表面、纳米结构表面和仿荷叶微米结构表面,并测试了表面的疏水性能。结果表明,粗糙结构能够提高低能表面的疏水性能,微纳复合结构更有利于表面形成超疏水;增加表面的粗糙结构能够增加液滴与固体接触面上的气-液占比,进而使得液滴在表面的接触角增加。     

质子交换膜燃料电池内扩散层/流道表面处液态水滴的运动特征

针对燃料电池流场内任意选取的特征单元建立二维模型,分析在剪切流作用下附着在扩散层（GDL）/流道（GFC）表面液滴的运动特征,认为液滴运动时迟滞角（液滴运动过程中前进角与后退角间的差值）与液滴高度、气体流速存在着一定关系;而与所选取的特征单元长度无关。模型还有效耦合了实验总结的液滴开始运动的条件关系式,真实反映了液滴开始运动、不断加速追赶及聚并的运动趋势。结果表明：选取矮流道,增大气体流速,采用疏水的GDL增大液滴的不稳定性,同时增加流道表面的亲水性,有利于液滴获得较大加速度,并以拐角流的形式快速从电池内排除。     

专利介绍

<正>防炫光玻璃用贴膜CN103 897 623(2014-07-02)。该贴膜的基材是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜,其表面有一层抗静电涂层,PET薄膜下表面涂有PSA(压敏胶)层,而PSA胶层的另一面是离型材料层。该防炫光玻璃用贴膜解决了现有保护贴膜的反光和炫光等技术问题,从而有效提高了产品的光学性能;同时在不增加膜厚的情况下,实现了一定的雾度,提高     

新型纳米尺度表面不沾细菌

<正>正如不粘锅的发明对厨师来说是个福音一样,美国康奈尔大学和伦斯勒理工学院研究人员合作开发出一种不沾细菌的新型纳米尺度表面,未来在食品加工、医疗和运输行业将有很大应用前景。该研究成果发表在最新一期《生物沉积》杂志上。     

电解质溶液中表面活性剂控制吸附下液滴的速度

引　言Ｍａｒａｎｇｏｎｉ应力使液滴在充满表面活性剂的连续介质中运动比在洁净介质中运动慢得多 Ｄａｖｉｓ和Ａｃｒｉｖｏｓ[1]以及Ｓａｄｈａｌ和Ｊｏｈｎｓｏｎ[2 ]采用线性吸附模型从理论上研究了表面活性剂对液滴运动的影响 在假设活性剂不可溶且忽略其在液滴表面扩散的情况下 ,Ｋｉｍ[3]得到了受活性剂影响的液滴迁移速度的解析解 在考虑活性剂表面扩散的情况下 ,Ｋｉｍ[4 ]进一步研究了液滴的运动·陈晋南和Ｓｔｅｂｅ[5 ]采用非线性Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｕｍｋｉｎ吸附模型 ,考虑了液滴与表面活性剂之间吸附单饱和及非理想相…     

环保高效膨胀型阻燃剂的研究进展

膨胀型阻燃剂（IFR）是近年来阻燃领域的研究开发热点,它是以氮、磷、碳为主要成分的复合阻燃剂,不含卤素,也不采用氧化锑为协同剂,其体系自身具有协同作用。含膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效,具有优良的阻燃性能,且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生,符合未来阻燃剂的研究开发方向,因而开发利用前景十分广阔。     

低流速燃料电池重力辅助排水

实验研究了反应气体低流速下质子交换膜燃料电池内液滴自身重力对电池性能的影响。结果显示,自身重力有利于液滴脱离气体扩散层,使液态水有效排出电池堆。电池水平放置阴极向下时,液滴重力与其脱离气体扩散层方向一致,电池性能最佳;电池竖直放置时,液滴重力与气体将其吹扫出电池方向一致,其向外排水能力最强。反应气体流速较低时,电池在不同放置方式下,提高其温度,电池性能上升;电池竖直放置时,气体加湿对电池性能影响不大。电池测试时,应该避免电池阴极水平向上。