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超光滑材料使得钢材更好,更强,更清洁

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发表于 2015-11-17 17:34:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
                   钢是我们日常生活中最重要的组成部分之一。我们用不锈钢锅烹饪,乘坐钢材做的车沿着铁轨去办公室,办公室也是钢筋混凝土结构。钢螺丝可以将骨折的骨头连在一起,钢手术刀去除肿瘤等等。不仅如此,我们消费的大多数商品都是通过轮船运送的,而轮船也是由钢材建造。
        尽管在过去的五十年间不同等级的钢材陆续开发出来,但是钢材的表面却并没有发生变化,换言之,就是没有任何提高。如今的钢材还是容易被海水或沙等材料腐蚀。钢铁外科手术工具仍然可以携带可致命的微生物。如今,哈佛大学的研究人员提出了一种方法可以让钢材变得更强韧,更安全。他们的新的表面涂层是迄今为止防污和防腐蚀能力最好的材料。这种新材料结合了在Joanna Aizenberg实验室中开发的不粘及防污材料。Aizenberg的团队在2011年开发了顺滑液体的多孔表面,这种材料在很多方面都有非常重要的应用,例如超级不粘涂层,即SLIPS。这种新的SLIPS增强版钢的相关研究发表在《自然通讯》杂志上。
        “我们的这种顺滑钢比之前开发的其他材料的耐性都要高,迄今为止,机械性耐久性能和防污这两大概念总是同时出现。我们希望材料具有纹理以及多孔,从而具有较好的耐污性能。但是纳米结构的材料却更脆弱。该研究表明,经过精心的设计,表面工程允许我们设计一种多功能材料,可以确保材料具有多种相互冲突的功能,同时也不会降低材料的性能。”
        开发这种材料最大的挑战就是找出在不降低其机械性能的情况下提高其防污能力。该研究团队通过电化学方法解决了这个问题,即在材料表面生长一层超薄的钨氧化膜,形成一个个分离的小岛结构。如果其中的一个小岛被摧毁,这种伤害并不会扩展到临近的部分,这种岛状形态结合钨氧化物天然的抗腐蚀能力可确保材料表面具有很好的性能,从而具有多方面的用途。该团队通过不锈钢镊子螺丝刀钻尖划线划伤等方式来测试材料的性能。然后,该团队又通过多种液体来测试材料的防腐蚀性能,这些液体包括水、油、高腐蚀性液体等。
        这种材料不仅表现除了很好的抗腐蚀性能,同时也使得钢材料的性能更强韧。
        医用钢材装置是这种材料最有可能的一种应用。合作者Philseok Kim说,“因为我们的研究表明这种材料可以很好的防细菌和血液等,一些很小的医学装置工具和手术设备等非常适合采用这种材料。”另一个可能的应用方向就是3D打印和微阵列装置等方面。“该研究是经典材料科学的核心部分,我们获得了一种可改变世界的材料,然后问我们自己,我们可以再做些什么?”Aizenberg说。
<p class="MsoNormal"style="text-indent:21.0pt;">        来源:新材料在线style="font-size:14px;">    <span style="font-size:14px;"> μ炻
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