在疏水材料表面,圆圆的小水滴翻滚跳动,这样的画面看起来总是格外舒爽。为什么荷叶和各种疏水材料能滴水不沾?要想赶走物体上的水,首先需要一种天性与水不亲和的材料。比如荷叶的表面就覆盖着不亲水的蜡质,而很多防水面料则会用到聚四氟乙烯之类的材料(对,就是特氟龙)。如果还要进一步提高疏水性,就要在物体表面的微观结构上做文章了。荷叶表面其实有很多细小的凸起,这些超微结构会进一步减少水滴和表面的接触。
想象一滴落在固体表面的水,水和固体之间、水和空气之间、固体和空气之间都有界面,可以抽象为下图红色、黑色、蓝色三条线。这三条线有一个交叉点,从这个点出发,可以画出一条水-空气交界曲线(黑线)的切线,就是下图绿色的线。这条绿线与红线(水-固体交界)的夹角,即水与固体表面的接触角,这个角越大,水落到固体表面后就越聚拢,水滴就越圆。粗糙表面的超微突起,会大大减小水和固体的接触面积,增大这个接触角。
如果接触角超过150°,水珠就近似球状:落在荷叶上的水与荷叶的接触角已经接近180°了,水珠很容易滚动起来,同时带走叶面的污物,就让荷叶具有“超疏水”和“自清洁”的本事。这就是所谓的“荷叶效应”。
很多人造疏水表面也采用了相同的思路。果壳商店的淋不湿雨伞就是演示疏水效应的好道具:疏水材料做成的伞(左)vs普通雨伞(右)。
在高速相机镜头下,我们对着伞面泼了一桶水:把伞放平一点,水流速度慢一些,就能明显看出水滴聚拢成球形:甚至,泼个牛奶、可乐、红酒、咖啡也没事,也就是所谓“自清洁”:普通的伞自然也会用不怎么吸水的布料制作,但布料依然会被水浸湿,用完之后伞总是湿哒哒的,容易滴水弄脏自己和别人。
下雨天,教室、楼道里总是晾满了伞,没处下脚不说,保不齐还得丢几把……淋不湿雨伞则是通过提升伞面的疏水性,获得的随时保持干爽的雨伞!
雨水不再浸润伞面,用后随便甩一甩就可以立即收进包里:既不担心蹭到别人,也不会健忘落下,还不会弄脏家里地板、书包或是爱车:到了办公室、教室,即使随手往桌上一放,也担心弄湿桌面、作业或文件:每天带着也不会嫌重,因为它仅重240g,比一听可乐还轻:之所以这么轻便,是因为它采用了超轻抗风伞架,铝镁合金、天然树脂、玻璃纤维材质的,和传统雨伞相比,重量减轻50%,稳固性却反而提升了30%:伞布则选用了300T超高密度的面料,比普通的伞更耐用:120倍显微镜下,传统雨伞(左)与Rain Smile淋不湿雨伞(右)伞面的纤维。
右边的纤维显然更致密。这样强大的雨伞,还搭配了精致的外观,既适合自己用,又适合送给刚刚/即将开学的孩子、好友:长按下图二维码,从此告别湿哒哒的雨天烦恼!在购买页面还可以看到果壳er的试用报告。另一个AI泼水的图看得本AI心里一惊,没办法,我怕水啊。点“阅读原文”,许给雨天干爽好心情。