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碳纳米管与水展示了一种爱/仇恨关系

2021-09-28 19:50:05来源:

图示出了碳纳米管的润湿行为,它们都击退了水并将其固定到位。

碳纳米管(CNT)对各种应用有价值。由石墨烯片制成的轧制成比人发的10,000倍,CNT具有出色的强度质量比和优异的热和电性能。这些功能使其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。

新的研究表明,CNT的潜力更具潜力:作为涂层,它们可以抵抗和保持水,是印刷,光谱,水输送或收获表面等应用的有用财产。当水被掉落在CNT林上时,CNTS击退水,形成球形。然而,当翻转时,下降不会落到地面上,而是贴在表面上。

在玫瑰花瓣上的水滴。碳纳米管作为涂层表现出与玫瑰花瓣相同的动态润湿行为。

“与超疏水表面相比,液滴倾斜时液滴掉落,CNTS森林是副滴虫,其中液滴既被排斥并吸引到CNT表面,”灯实验室纸和研究生的铅作者解释道。“这是一种爱情的关系。”

这种润湿行为的关键是使用CNT林,这些森林密集地垂直填充在表面和固有的亲水性CNT表面上。森林高度约为100微米,如1 cm2面积的100亿多亿(1011)CNT。碳纳米管下方的一定量的水沉积并紧贴到亲水材料,而其余部分被排斥到球体中。

该研究代表了CNT森林普及的首次观察,其中液滴可以沿着表面滚动,但在颠倒时不会脱落。如桃子模糊或玫瑰花瓣等的其他表面也表现出这种润湿行为,可用于用于液体运输,织物涂层设计,膜选择性,甚至壁上攀爬机器人。

这种润湿行为也可以用作构造CNT成各种布置的方式。

“以前的研究表明,在水的应用下,CNT森林不稳定,但实际上我们展示了水滴,实际上,在匹兹堡大学工业工程副教授Paul Leu,Phd解释说,水滴是稳定的斯旺森工程学院和作者在论文。“这种润湿行为可用于将CNT组装成密集的垂直阵列,表面条纹和可用于超级电容器,互连和其他应用的其他独特形状。”

鲁伊还有化学工程和机械工程和材料科学的约会。他的实验室是匹兹堡(灯具)的先进材料实验室进行了研究。

参考:紫杉助剂和耐粘润湿动力学的垂直对齐碳纳米管森林紫宇周,铜川高,肖恩麦卡锡,安德鲁·科松,苏州·谭,雷卫·佩克,雷李和保罗W.Se,2019年6月7日,.DOI:
10.1016 / J.Carbon.2019.06.012