悉尼大学的研究人员观察到，当油分子以极薄的化学形式附着在固体表面时，它们仍保持着“液体”的性质，这为设计具有不粘特性的可持续材料开辟了新的可能性。
该研究结果发表在Angewandte Chemie杂志上，由Isaac Gresham博士与来自化学和悉尼纳米学院的Chiara Neto教授和荣誉学生Seamus Lilley，马克斯普朗克聚合物研究所的Kaloian Koynov博士以及澳大利亚中子散射中心的Andrew Nelson博士共同撰写。
该团队研究的“液体状”涂层，被称为滑溜共价键附液体表面(SCALS)，是由有机硅或聚乙二醇制成的，这两种物质在环境中都会分解成无害的副产品。
SCALS不依赖于有问题的全氟化聚合物(PFAS)，这种被称为“永远的化学品”，通常因其低粘附性而被使用。
内托教授是悉尼大学纳米界面实验室的负责人，他说:“这些液体状的层对大多数污染物来说都是非常光滑的:它们毫不费力地流下液滴，这对提高传热和收集水的效率非常有用，它们可以防止水垢的积聚，抵抗冰和细菌的粘附，使我们离自我清洁的世界又近了一步。”
“我们可以将这些层的卓越性能与其纳米结构联系起来，这意味着我们现在知道我们在设计光滑表面时的目标，使我们能够使它们更有效，并提供氟化涂层的可行替代品。”
光滑的纳米薄层，厚度在20到50亿分之一米之间，比人类头发薄1万倍，由只有100个原子长的油分子组成。
内托教授说:“水滴在厚厚的油膜上滑行时没有摩擦，但如果你完全去除油膜，比如用肥皂，大多数水滴会粘在固体表面上。”
“在固体表面的油层不再像‘液体’之前，它能薄到什么程度?”在纳米尺度上，液体的定义变得有些模糊。”
为了揭开超薄液体涂层的秘密，研究小组使用了两种技术来“观察”表层。
第一种技术是单分子力光谱，它测量单个分子的长度和拉伸或压缩它们所需的力。
第二种是中子反射法，它允许科学家测量分子的长度和接枝密度。
内托教授说:“我们发现，如果液体分子太短，并且稀疏地接枝在固体表面上，它们就不能充分覆盖下面的固体表面，并保持粘性。”
“另一方面，如果分子太长或接枝太密，它们就没有足够的灵活性来表现得像液体一样。
“为了使SCALS有效，它们需要处于金发地带，既不太短也不太长，也不太松也不太紧。”
为了明确表明这些层的特殊性质是由于它们的“液体”状态，研究小组测量了一个小探针分子在层内扩散的速度。
分子可以在液体中扩散，但不能在固体中扩散。内托教授说，在适居带观察到的分子扩散速度最快，那里的油分子长度合适，接枝密度适中。
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希望本篇文章《超薄液态涂层或将开启自清洁时代》能对你有所帮助！
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