超级不粘表面

Chris -今天我们请来了Ulrich Steiner:他来自剑桥大学薄膜和接口小组:听起来就像宽屏电视的反面，Ulrich。实际上，你在这里谈论的是你正在研究的一些令人兴奋的新材料，或者一种超滑的新型特氟龙®。

乌尔里希:其实材料本身并没有那么特别。这只是特氟龙®。不同的是我们制作涂层的方法。普通的特氟龙®是一种相当光滑的涂层，我们知道材料不会粘在上面。如果改变涂层的放置方式，它会变得更滑——更疏水。

克里斯-为什么特氟龙®很滑?

乌尔里希-材料不粘在它上面，这与它具有非常低的“表面能”有关。水和你涂上的任何东西都会粘在其他具有高表面能的材料上。特氟龙®不喜欢被任何其他材料覆盖，这就是为什么它不粘在上面。

Chris -电子邮件列表中最常见的一个问题是:如果特氟龙®这么不粘，你怎么把它粘在锅上?

乌尔里希:这是个好主意。你需要经历许多不同的步骤。生产特氟龙®的美国杜邦公司(TM)有详细的协议。你首先需要使材料粗糙，所以你喷砂。然后放上底漆，特氟龙®就会粘在底漆上。我不能告诉你底漆是什么，因为杜邦(DuPont)不会告诉我它是什么。他们已经弄清楚了该怎么做。

Chris:所以这不是一个轻率的问题，实际上解决这个问题需要很多思考。

乌尔里希:哦，当然可以，因为特氟龙®不会粘在东西上，也不会粘在你想要放置它的表面上。这是一个人们已经解决的技术挑战。

Chris -你正在探索的下一步是什么?

乌尔里希:这是很早以前从植物和动物身上就知道的东西。有些表面被称为超疏水表面。这些表面是水根本不会粘在上面的。所以，如果你把水滴在这些表面上，它就会形成一个几乎完美的珍珠状球体。例如，莲花的叶子就有这种特性，这就是为什么这种效应也被称为“莲花效应”。你也可以在花园里观察它。如果你早上出去，你会看到一些液滴从这些植物的表面滑落。这是因为它们的表面很粗糙。它们有一定的表面纹理。

克里斯-所以他们有一种解剖学上的特氟龙®。那么如果你放大表面，叶子在做什么呢?它是如何以这种方式排斥水的为什么粗糙的表面，会像那样排斥水呢?

乌尔里希-叶子表面有小的蜡结构，蜡针。水停留在这些针叶的顶部，并没有真正接触到植物叶子本身的表面。例如，植物，有时甚至是蝴蝶，都有这些表面来保持清洁。人们认为它们这样做是为了防止被孢子等感染。所以我们向前迈出的一步就是尝试复制自然。我们想做这些结构，不是用天然材料，而是用我们更习惯的东西，我们选择了特氟龙®。

克里斯-那你是怎么应用你的东西的?你可以把它用在任何东西上，是吗，让它变得很滑?

乌尔里希—当我们在特氟龙®煎锅上涂漆时，我们所做的基本上和其他人做的完全一样。因此，我们遵循特氟龙®制造商告诉我们必须做的所有步骤。有两个小技巧可以使顶部涂层多孔。所以我们加入小颗粒，这些颗粒在表面处理过程中燃烧掉，使表面变得粗糙。第二件事是一定的喷涂技术。我们把它喷上去，让它的表面变得粗糙。

克里斯-那我们能看到效果吗?我刚才看到你在摆弄勺子，所以我知道你带了什么东西给我们看。

乌尔里希:是的，我这里有一个勺子，但不幸的是你不能通过收音机看到它，这是一个遗憾!这是一个我盖过的勺子，我在上面洒了一些水。你可以看到，当我移动它的时候，水只是跟着它移动，它根本不会粘在上面。

克里斯-如果你把水打开，水就会掉下来?

克里斯-我的天啊!我给家里的人描述一下。你知道，当你把水从一个表面上倒下来时，它会抓住并采用它从表面落下的一些形状?嗯，我刚刚看到这个从勺子里出来的完美液滴。

海伦:其实很漂亮。它就像一个玻璃珠，几乎只是坐在勺子上，独立移动

克里斯:如果你把它蘸在粘稠的东西里，比如蜂蜜，会发生什么?

乌尔里希:嗯，蜂蜜也会凝结成小滴。如果你转动勺子，它也会滚下来。

克里斯:像水一样?

乌尔里希:就像水一样，比水慢，因为蜂蜜慢。但最终它会完全离开勺子。勺子上不会留下任何东西。此外，如果你在上面放上粉末，然后在上面放一些水，水就会把粉末/污垢从表面移走。我想我刚在节目开始前向一个团队展示过。

海伦:是的，我们吃了巧克力蛋糕!我们把所有的证据都清理干净了!

Chris -说到这个，我妻子每周都会烤一个蛋糕，我想我们可以做一个每周的蛋糕和每周的问题。本周的蛋糕是一个非常棒的冰箱蛋糕(巧克力和消化饼干)。非常美味，里面还有葡萄干……以防有人饿了!乌尔里希，这项技术的应用是什么?

乌尔里希:我们仍在努力解决这个问题，但显然，在家里，表面是很容易清洁的。它也可以用于工业应用，比如不容易获得的机器零件。然后你只要在上面喷水就可以清洗了。

克里斯:那衣服呢?你能不能用类似的方法来装饰衣服，这样家具、鞋子等就不需要那么多的护理和洗涤了?

乌尔里希:这不是我们考虑的事情之一，因为我认为纤维可以更容易地自我清洁。另一个需要发展的领域是生物医学技术，那些不粘脏、容易清洁、更卫生的表面可能会很有用。

克里斯:包括细菌吗，因为你说污垢粘不上?我在想，如果细菌不能附着，这可能对假肢有好处。

乌尔里希:我知道的太少了，不能说是或不是。我认为对于植入物来说可能不是很好因为它们有相当复杂的表面要求。我考虑的更多的是在医疗环境中使用的注射器针头和材料，这些材料很容易清洁。

克里斯:我还以为它们会很滑，滑进去就不会疼。但是非常感谢:这是来自剑桥大学薄膜和接口小组的乌尔里希·施泰纳，他带来了特氟龙®的惊人新应用，特氟龙®非常滑，水就像美丽的珍珠一样从上面飞下来!