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超浮力船:疏而不漏的新成果。

时间:2023-05-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:疏而不漏的超浮力船在哈尔滨工业大学副教授潘钦敏的实验室里,有一艘用铜网制成的小船,它虽然只有火柴盒大小,体积8立方厘米,上面放着四五枚1角硬币,重量仅有13~14克,竟是同样大小船的承载量的1.5倍。最令人惊奇的是,这艘船居然滴水不漏,其奥妙就在铜网上。这铜网经过硝酸银等溶液处理后,成为一种具有超疏水表面的材料,就像荷叶一样(如图)。在超疏水铜网上也有这种可以储存空气的超微结构。

超浮力船:疏而不漏的新成果。

疏而不漏的超浮力

哈尔滨工业大学副教授潘钦敏的实验室里,有一艘用铜网制成的小船,它虽然只有火柴盒大小,体积8立方厘米,上面放着四五枚1角硬币,重量仅有13~14克,竟是同样大小船的承载量的1.5倍。最令人惊奇的是,这艘船居然滴水不漏,其奥妙就在铜网上。

这铜网经过硝酸银等溶液处理后,成为一种具有超疏水表面的材料,就像荷叶一样(如图)。荷叶从不沾水,在电子显微镜下可以看到,荷叶表面有一层绒毛样的小东西,当液滴与荷叶接触时,一部分液滴与荷叶表面突起的部分接触,另一部分液滴则与荷叶表面缝隙和孔洞中储存的空气接触,液滴与空气接触的面积越大,它的疏水性越强。水一旦滴落在它上面,会像软橡胶球一样弹跳起来。

早在2003年,科学家就发现,水蜘蛛等小昆虫在其腿上也有这种特殊结构,即微纳米结构。这种结构使它的腿四周被一层空气垫环绕,从而保证水蜘蛛具有“水上漂”的能力。(www.xing528.com)

在超疏水铜网上也有这种可以储存空气的超微结构。铜网经过稀盐酸洗净,放进稀硝酸银溶液里面浸泡几秒钟,洗净晾干后放进月桂酸的酒精溶液中泡一会儿,最后用丙酮洗干净晾干。铜会把硝酸银中的银离子置换出来,在铜网表面生长出微纳米结构的银“绒毛”。在1 000倍显微镜下,它像是长在草地上的苔藓;在5 000倍显微镜下,它又像是松花蛋表面满是枝枝杈杈的花纹;在2万倍的电子显微镜下,它更像是松枝上的松针长度两三百纳米。水珠置于其上,如珍珠一样滚来滚去,稍稍倾斜就会滚落下来。

这种材料有很好的应用前景。在鱼雷表面应用这种材料,可以提高鱼雷在水中行驶的速度;一些微型水上机器人也用到这种材料;它虽超疏水,但却亲油,可以制成油水分离器,把水从油中过滤出来。

2007年4月18日,国产高速动车组和谐号”面世。

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