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哈佛大学开发出类似眼泪的液体膜仿生材料

2013.4.10

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  日前,哈佛大学的研究人员从泪水中获得灵感,设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。这个系统的美妙之处就是它的适应性及多功能。该研究成果在线刊登在最新一期的《自然·材料》杂志上。

  这种新材料的灵感是受动态的、自我恢复的自然系统——覆盖眼睛的液体薄膜的启发。眼泪连接起来,形成一个动态的具有显著光学功能且保持清晰的液体膜,同时保持眼睛湿润,免受灰尘和细菌污染,帮助排出各种废物。而“搞定”这些全在一眨眼间。

  新材料是一个覆盖着弹性多孔基材的持续液膜,任何基片的变形,如拉伸、点戳或肿胀,能使孔的大小改变,从而改变液体的表面形状。

  研究人员通过视频演示了液膜的适应性和多功能表现,滴到其表面的水或油液会自由向下流淌。拉伸或弯曲会使液膜表面变得粗糙且不透明,从而更精确地控制水或油滴的运动,每一滴油或水可逆向运动,也可停滞在某个位置,而之前没有任何材料能做到这一点。目前的自适应材料,要想转换湿润性,只能靠疏水性和亲水性两种状态切换来实现。

  研究人员表示,新材料能以极高精度动态的控制液体的透明度和润湿性,还可以对其表面上各种形貌的微小变化做出响应,并进行调节,其还可以被设计成多孔质弹性固体,以便响应温度、光线、磁场或电场、化学信号、压力和其他环境条件的变化。

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