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丝滑顺畅!蛇皮启发科学家开发低摩擦材料

CHEN

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科罗拉多大学博尔德分校的一个小组设计了一种像蛇的鳞片一样光滑的新的合成“皮肤”,从而解决了在工程应用中的摩擦问题。

这项研究最近发表在美国化学学会刊物《应用材料与界面》(Applied Materials & Interfaces)。

蛇的鳞片由许多层叠的组织组成,顶层就像角蛋白,是人类指甲的组成部分。这一层硬度很强,鳞片逐渐过渡到下面柔软得多的材料。软硬结合赋予蛇以优势,帮助它们保持低摩擦,同时保持灵活性。

受此启发,研究人员开发了一种称为固液界面聚合(SLIP)的工具,使他们能够在橡胶或弹性材料(称为弹性体)等现有表面上涂上一薄薄膜,看起来很像蛇的鳞片,可以将原本摩擦较大的表面变得光滑。

研究人员然后使用滑动技术在从聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成的基底上放置一层薄的、类似鳞片的合成材料。聚二甲基硅氧烷是一种在许多医疗技术中常见的弹性材料。

研究人员解释称,这种方法的工作原理是将小分子混合成一层液体,然后利用光使它们脱离悬浮状态,这些分子随后会渗入PDMS,形成一个混合的表层。

生活中,由于部件相互摩擦,从机器人到汽车的各种机器都会损失大量的能量。这项成果将有助于降低能量损失。不过,该小组坦言,在新材料真正应用之前还需要大量研究工作。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c18316?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news


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