荷葉效應的秘密主要在于它的微觀結構和納米結構,而不在于它的化學成分。所有植物表面都有一層表皮,表皮將植物與周圍環境隔開。所有植物的表皮主要成分都是埋置于多元酯母體內的可溶性油脂,因此,植物的表皮都具有一定的拒水性。
經過對2萬種植物表面進行分析后發現,具有光滑表面的植物都沒有拒水自潔的功能,而具有粗糙表面的植物,都有一定的拒水作用,在所有的植物中,荷葉的拒水自潔作用強,水在其表面的接觸角達到160.4°,除了荷葉外,芋頭葉和大頭菜葉的拒水自潔作用也很強,水在其上的接觸角分別達到160.3和 159.7。從總體上看,沒有一種纖維使水在其表面的接觸角大于90°所以可以說,常用紡織纖維都不具有拒水能力。當然,更不具有拒油的能力。
荷葉
芋頭葉
大頭菜葉
通過研究荷葉效應的拒水自潔原理可知,具有高度拒水自潔的織物必須具備如下條件:
(1)首先,使纖維表面具有基本的拒水性能(即水與其表面的接觸角大于90°)。對于這一步,可以以通過納米技術、等離子處理技術和涂層浸軋技術達到。(如:利用高溫下有機過氧化)物等分解形成自由基,引發自由能較低的含硅或含氟的有機單體,對PET織物表面接枝改性。
(2)要使織物具有粗糙的表。雖然織物表面本身是非常粗糙的,但這種粗糙結構是以纖維為小單位, 遠大于納米結構的要求。拒水自潔織物表面的粗糙應是纖維表面的粗糙,該粗糙應達到納米級水平。
因此,利用仿生學原理,將荷葉效應原理應用于滌綸織物的拒水拒油整理(德科納米texnology®)中,將可以研制出一種超強的拒水紡織品,效果如下:
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