荣登Nature封面，中国超疏水材料究竟有何魅力

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视频介绍

为什么荷叶出淤泥而不染？ 其实，这与植物表面的超疏水性有关系。受自然现象的启发，人们逐渐掌握了制备超疏水材料以实现自清洁的秘密。 在此之前，先来个小科普，相信Nature的威名就算不是科研圈的人也不陌生，作为世界顶级科学期刊三巨头之一，在其上登个文章大概就和普通家庭的孩子想考清华北大差不多。 我国电子科技大学邓旭教授团队的一篇文章不仅发表Nature成功还登上了封面，在此之前全中国仅有13篇文章获此殊荣，其难度之高可想而知。 相信不用小编多说，大家也知道这篇文章一定和超疏水有关，没错！该篇名为《设计坚固的超疏水表面》的论文提出，通过为超疏水表面穿上具有优良机械稳定性微结构铠甲的方式，解决了超疏水表面机械稳定性不足的关键问题。 要知道，此前一些疏水方案无法投入使用的原因就是，材料特性类的非常不耐磨，只是日常使用级别的摩擦也会导致很快脱落。 因此，如何保证材料表面既有良好超疏水性，又兼具较强机械稳定性，是当前超疏水材料走入实际应用领域亟须解决的关建难题。 这次邓旭教授研究成果就是成功给纳米疏水材料赋予了耐用性，即使是被砂纸与钢刀片摩擦后依然可以保持较高的疏水性。 具体是怎样实现的呢？ 其实就是对结构进行重新设计，即通过去耦合机制将超疏水性和机械稳定性拆分至两种不同的结构尺度，再利用微结构给超疏水纳米材料提供坚固铠甲以防止磨损。 微结构做到微米乃至更宏观级别，比较耐磨耐用，仅提供机械稳定性保护纳米材料免遭磨损；而被保护的纳米结构则主要承担超疏水性。这样通过优化设计后制备的微结构铠甲就可以很好保护超疏水纳米材料免遭摩擦磨损，从而构筑出铠甲化超疏水表面。 目前研究人员已经将这种新型超疏水材料表面应用于太阳能电池盖板。新材料通过表面依靠冷凝液滴清除尘埃颗粒的自清洁方式，将为少雨地区提供自清洁太阳能电池的解决方案。此外，基于玻璃装甲化表面的自清洁技术还可巧妙地利用雨或雾滴消除粉尘等污染，长期维持太阳能电池高效的能量转换，并节省传统清洁过程中必需的淡水资源和劳动力成本。 未来，这项技术或将进一步推动超疏水进入广泛的实际应用。什么咖啡可乐泼你都没事，想想是不是还有点小激动？