港大科学家研制出防水防油物料永不清洗的服饰成为可能

港大机械工程系科研人员研制出防水防油物料物料从荷叶和跳虫上汲取灵感物料由聚乙烯醇经液滴微流控方法制成 11月14日，香港大学宣布该校机械工程系教授王立秋团队已经研制出一种防水防油的物料，用它制作出来的衣物无须清洗，相关论文已于今年6月在《自然通讯》发表。长期以来，设计耐久的防水表面一直是艰巨的挑战，高性能的多功能表面必须强力排斥液体，同时保持机械和化学稳定性。然而，疏液性和机械耐久性对于绝大多数多异质表面通常都相互排斥，改善疏液性就会导致机械耐久性地下降，反之亦然。找到兼具优良疏液和耐久的材料一直是材料学家追寻的目标。2013年，刚从中科大毕业的朱平安来到香港大学机械工程系攻读博士学位，师从世界论文引用前1%的纳米流体与热能工程教授王立秋。在其后三年多来，朱一直致力于研究液滴的形成和基於emulsion的功能材料的制备，他在导师的帮助下，和学姐孔湉湉、学弟唐欣4人从荷叶表面纹理和蜡涂层开始研究，之后从跳虫——一种栖息于潮湿环境，遇水会悬浮起来的节肢动物身上取得灵感，仿造它的表皮结构而研制出了文章开头提到的新物料。据悉，此种防水防油物料由水泡、油分及聚乙烯醇（PVA）构成的乳液经制作，以液滴微流控方法控制每颗微粒液体的尺寸、结构和化学成分，之后再被涂抹到布料表层，等水和油挥发后便会在表面形成结构均一的多孔聚乙烯醇涂层。而涂层表面细小和密集的小孔正是防水防油的秘诀所在，其性质和可让跳虫悬浮在水面的表皮相似——能降低固体和液体的接触面积，排斥液体并减小附着力。此外，根据科研人员的测试，由该聚乙烯醇涂层的强韧度较单防水结构提高二十倍以上，而批量制造的成本每平方米在0.6~1.1元之间，是聚四氟乙烯疏水过滤膜价格的千分之一。即便是用来制作衣物，其最终的成本也不会比现在的冲锋衣贵。另外，由于聚乙烯醇常用于食品包装材料生产，甚至部分药物也用微量聚乙烯醇作为辅料，因此涂抹于金属上之后还能用作超洁净厨具，或是覆盖在玻璃上制作耐脏车窗，而更多应用还有待发掘。目前，王立秋团队已申请专利， 并尝试商业化，一家匿名德国厨具公司已对他们的技术表示出兴趣，预计未来2~3年内就将出现在日常用品中，并在5~6年能达到军用品质。

Faculty of Engineering, HKU

香港大学工程学院

香港大学工程学院于1912年在中国成立，是一家工程技术研究机构，创始母机构为香港大学。现任院长为田之楠。