富勒烯超疏水材料在水中浸没数小时仍能保持干燥状态2021年8月12日AdvancedMaterials杂志的封面文章刊登了美国中佛罗里达大学在富勒烯超疏水材料的研究成果,利用该材料制备的薄膜在2英尺(约61cm)深的水中浸没3小时后,仍能保持干燥状态。
该项研究的负责人DebashisChanda教授从荷叶结构中获得灵感,合成了基于富勒烯分子晶体的纳米结构材料,并利用该材料制备超疏水薄膜和涂层。富勒烯是通过结合碳分子形成笼状封闭结构而产生的,这些结构可以相互堆叠,形成名为富勒体的高晶体。富勒体虽然具有较高的表面能,但利用其凝胶制备的薄膜或涂层可产生纳米尺度的粗糙表面,使其具有优异的疏水性能。
大多数先前报道的疏水表面是通过设计微观表面形貌来实现的,涉及复杂的光刻或蚀刻工艺,但并不是所有的材料表面均可实施上述工艺。而且,先前报道的疏水表面一般在水中浸没数分钟后其疏水性能就会丧失。但是,UCF的这种富勒体薄膜,无论水流方向如何变化,甚至在水流持续冲刷的情况下,都能表现出极强的疏水性能。据介绍,将一滴由上述富勒体形成的凝胶滴在任何材料表面上,均可以触发其表面的超疏水性能。 ;表面微观的粗糙度则决定了亲疏水的强度,表面越粗糙,疏水性越强。疏水防覆冰涂层出厂价
例如榆林20MW太阳能光伏电站为例,如果采用人工水洗,要保证这样规模的电站的所有电池板时刻清洁,至少需要20名清洗工人不间断工作。费时费工费钱不说,工人要在垫高的太阳能板上爬上爬下,不仅危险系数颇高,而且脆弱的电池板难以长时间承受人的体重,容易损伤。
那么工业清洗设备是否能有效解决这个问题呢?调查显示,按照通常设计标准,每10MW电站配套工业清洗系统少需要一次性投资几百万元,可谓数额不菲。而且工业清洗很难保证清洗得干净彻底,一旦留下死角,就有可能引起“热斑效应”等严重后果。据业内**介绍,未被清洗边角部分电池板会由发电单元变为耗电单元,被遮蔽的光伏电池会变成不发电的负载电阻,消耗相连电池产生的电力,造成发热,这就是“热斑效应”。此过程会加剧电池板老化,减少光电转化率,严重时会引起火灾。 玻璃涂层联系方式超疏水材料能让水滴的接触角达到150°以上,甚至接近180°,水滴看起来就像一颗玻璃珠。
即使光伏电站舍得花大价钱清洁电池板,还有些先天性的“硬件”缺失难以解决:由于我国光照分布情况,我国有大量光伏电站建设于西部戈壁滩和沙漠地带,这些地区的共同特点就是“缺水”,在这种水比油贵的区域频繁花费大量水资源来清洗电池板,显然不太现实。
太阳能电池板清洁成本高昂,难度颇大,那是否还有其他手段可以解决太阳能电池板的清洁难题?带“防污”功能的太阳能板特殊涂层是目前国际上的研发重点方向之一。
采用纳米玻璃疏水涂层可以有效地解决太阳能电池板的清理问题,这种涂层能够有效排斥污染物,对太阳能电池板起到屏障保护的作用,可降低其维护和运营的成本。同时不阻碍太阳能电池板吸收阳光的能力,甚至还能进一步提升电池板的光电转化率。
超疏水技术用在室外天线上,可防止积雪从而保证通信质量;
用在船、潜艇的外壳上,不但能减少水的阻力,提高航行速度,还能达到防污、防腐的功效;
用在石油输送管道内壁、微量注射器针尖上能防止粘附、堵塞、减少损耗;
用在纺织品、皮革上,还能制成防水、防污的服装、皮鞋。
正是由于有如此的需求,超疏水材料的应用研究才越来越受关注。将拒水拒油剂涂覆在纺织品、皮革表面或将需处理的材料浸没在含硅、氟元素高聚物的溶液、乳液中,可以制备拒水、防污的材料。 由于纳米涂层是低表面能材料,具有“不沾”的特性,能够防水、防潮、防污。
人们在荷叶,蝴蝶翅膀等自然界中超疏水性组织和的启发下,研究了各种各样的纳米超疏水材料,纳米超疏水材料的设计和研发的目标不仅在于模仿生物的功能结构,更主要的是制备组分和结构均可调的超疏水表面。
纳米超疏水材料具有特殊微纳米结构,因此有疏水自清洁性,防污染等一系列优异性能,同时在强度、耐热、耐酸碱等性能方面又十分优异的新材料。超疏水材料由于其优异的超拒水超疏水性能,在**、工农业生产和日常生活中有着很广的应用前景。
纳米涂层主要是由氟素化合物制成的溶液。疏水疏油涂层产品介绍
在一场TED演讲中,科学家将一盆水泼向一块金属板,水珠像钢珠一样滚落,金属板仍然干爽;疏水防覆冰涂层出厂价
化工工业在各国的国民经济中占有重要地位,是许多大国的基础产业和支柱产业,化学工业的发展速度和规模对社会经济的各个领域有着直接影响。有限责任公司企业普遍把研发创新能力看作企业重要的重点竞争力,加大研发进度、提升科技水平,并积极构建开放性和国际化的创新体系。虽然近年来我国化工行业整体规模飞速壮大,但有限责任公司企业竞争力、收入能力、人均收入等方面指标与发达地区差距较大,在人均收入等部分指标上我国部分企业不足全球优先企业的1/10。加快提升企业重点竞争力,培育具有竞争优势的企业和企业集团,是我国化工产业必须要下大力气补齐的短板。有限责任公司企业要充分考虑利用化学工艺流程所产生的能量转换为蒸汽,为其他工厂的生产流程提供能量,推动生产、能源、废物流通、物流以及基础设施的一体化,从而实现社会、经济、环境效益极优。疏水防覆冰涂层出厂价
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