近日,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)与印度古瓦哈蒂理工学院(IITG)的科研团队携手取得了一项重大材料科学突破,成功开发出一种具有超强疏水性能的创新材料,为诸多领域带来了全新的应用前景,堪称“水之噩梦”的克星。
这种新型材料基于金属-有机框架(MOFs),研究人员通过独特的工艺在MOFs上接枝烃链,使其表面展现出令人惊叹的超疏水特性。经测试,该材料的接触角超过160度,远远超过普通材料,意味着水滴在其表面几乎无法停留,能够实现近乎完美的排斥效果。
MOFs本身具有多孔的海绵状结构和巨大的表面积,在气体存储、二氧化碳分离以及先进医疗技术等领域已展现出重要价值。而此次科研团队通过在MOF薄膜上精心接枝烃链,创造出了前所未有的超疏水表面。
这一开创性的概念不仅实现了极高的接触角,而且通过计算机模拟分析和实验验证,发现接枝后的烃链呈现出独特的“卷曲”高熵状态,这种状态是实现超强疏水性能的关键因素,而在其他材料中从未被观察到。
此外,研究团队还通过调整SAM@SURMOF系统的纳米级表面粗糙度,进一步降低了水的粘附强度。这使得水滴在极小的倾斜角下就能轻松滚落,极大地提升了材料的疏水和自清洁性能,为其在实际应用中的表现增添了更多优势。
该研究成果已发表于知名期刊《Materials Horizons》,其在汽车、建筑等行业的自清洁表面应用方面具有广阔的前景,有望彻底改变我们对材料防水性能的认知和应用方式。
这一突破不仅是科研团队智慧的结晶,更是全球材料科学领域的重要里程碑,为未来超疏水材料的设计和生产开辟了新的道路,有望引领一系列相关产业的创新发展,让我们拭目以待其在更多领域的精彩表现。
参考资料:DOI: 10.1039/D4MH00899E