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美開發出類似眼淚的液體膜仿生材料

美開發出類似眼淚的液體膜仿生材料

2013-04-10 12:03:18

  據物理學家組織網4月9日(北京時間)報道,美國哈佛大學和哈佛工程與應用科學學院(SEAS)的一支研究團隊,從淚水中獲得靈感,設計出一種透明度和潤濕性功能可自我調節的液體膜仿生材料。該研究成果刊登在最新一期《自然·材料》在線版上。

  這種新材料的靈感是受動態的、自我恢復的自然系統——覆蓋眼睛的液體薄膜的啟發。眼淚連接起來,形成一個動態的具有顯著光學功能且保持清晰的液體膜,同時保持眼睛濕潤,免受灰塵和細菌污染,幫助排出各種廢物。而“搞定”這些全在一眨眼間。

  新材料是一個覆蓋著彈性多孔基材的持續液膜,任何基片的變形,如拉伸、點戳或腫脹,能使孔的大小改變,從而改變液體的表面形狀。

  研究人員通過視頻演示了液膜的適應性和多功能表現,滴到其表面的水或油液會自由向下流淌。拉伸或彎曲會使液膜表面變得粗糙且不透明,從而更精確地控制水或油滴的運動,每一滴油或水可逆向運動,也可停滯在某個位置,而之前沒有任何材料能做到這一點。目前的自適應材料,要想轉換濕潤性,只能靠疏水性和親水性兩種狀態切換來實現。該研究論文的主要作者、韋斯研究所和SEAS海洋博士后研究員姚熙(音譯)說:“運用新材料,我們能夠以極高精度動態的控制液體的透明度和潤濕性。”

  研究人員說,新材料還可以對其表面上各種形貌的微小變化做出響應,并進行調節,其還可以被設計成多孔質彈性固體,以便響應溫度、光線、磁場或電場、化學信號、壓力和其他環境條件的變化。

  SEAS材料科學教授艾米·史密斯認為:“這個系統的美妙之處就是它的適應性及多功能。想象一下,一座既可阻擋干燥陽光又可在陰雨天轉變成透明而防水的帳篷;一個高度精確、可自我調節的自清潔隱形眼鏡;一些可根據通過的液體流量及外部環境條件優化流動速率的管道。而這種新型材料將讓這些想法離現實不再遙遠。”

  總編輯圈點:

  看完這篇消息,您或許已眨了好幾次眼。每次眨眼,角膜都刷上一層寶貴的淚水。眼淚是大家再熟悉不過的,可除了咸,一般人對它并無了解。研究者卻意識到眼淚靈活的力學特性非常獨特,使之成為新材料的靈感來源。毫無疑問,如果這種新材料有一天應用于實際(其表現一定很奇妙),它的名字最可能被叫做“tears”。

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