匹兹堡大学 学分:匹兹堡大学 碳纳米管具有广泛的应用价值
碳纳米管由石墨烯薄片卷成比人类头发小10,000倍的管子,具有非凡的强度质量比和优异的热和电性能
这些特性使它们成为一系列应用的理想选择,包括超级电容器、互连、粘合剂、粒子捕获和结构颜色
新的研究揭示了碳纳米管更大的潜力:作为一种涂层,它们既能排斥水,又能保持水在原位,这对于印刷、光谱学、水传输或收获表面等应用是一种有用的特性
当水落在碳纳米管森林上时,碳纳米管排斥水,形成一个球体
然而,当翻转时,水滴不会落到地面,而是附着在表面
该论文的主要作者、LAMP实验室的研究生周子玉解释说:“与液滴倾斜时很容易滚下的超疏水表面相反,碳纳米管森林是超疏水的,液滴既被排斥又被吸引到碳纳米管表面。”
“这是一种爱恨交加的关系
" 这种润湿行为的关键是使用在表面上密集垂直堆积的碳纳米管森林和固有的亲水性碳纳米管表面
这些森林高约100微米,密度很大,1平方厘米的面积上有超过1000亿个碳纳米管
一些水沉入碳纳米管之下,附着在亲水材料上,而其余的水被排斥成一个球体
这项研究首次观察到碳纳米管森林的超疏水性,其中液滴可以沿着表面滚动,但倒置时不会脱落
自然界中的其他表面,如桃绒毛或玫瑰花瓣,也表现出这种润湿行为,可用于液体运输、织物涂层设计、膜选择性,甚至爬壁机器人
这种润湿行为也可以用作将碳纳米管构建成各种排列的方式
“以前的研究表明碳纳米管森林在水的作用下是不稳定的,但我们表明水滴在这些密集的碳纳米管森林上实际上是稳定的,”保罗·勒解释说
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匹兹堡大学斯旺森工程学院工业工程副教授,论文作者
这种润湿行为可用于将碳纳米管组装成密集的垂直阵列、表面条纹和其他可用于超级电容器、互连和其他应用的独特形状
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