來自俄亥俄州立大學的研究人員們發(fā)明了一種憎水且憎油的合成革涂層。如圖中所示，研究人員將一滴油滴在未經(jīng)處理的合成皮革表面（上圖，從左至右）和一塊經(jīng)過處理的合成皮革表面（下圖，從左至右）。可以發(fā)現(xiàn)，合成皮革表面經(jīng)過處理后，油滴將直接從皮革表面滾落下來。來源：俄亥俄州立大學
? ? ? 如果你曾不小心弄臟了你最喜歡的皮革外套，或者在夏天不得不將你裸露在外的雙腿從一個發(fā)粘的乙烯基汽車座椅上挪到一邊，你可能會在荷葉表面找到解決問題的辦法。
俄亥俄州立大學的研究人員之前使用基于模糊葉子的納米工程紋理，設計自潔玻璃和可將油水分開的網(wǎng)狀物。
現(xiàn)在，在《膠體和表面A》雜志上，他們報告說找到了一種可將相同的自然涂層與塑料基合成革相結(jié)合的方法。這樣就可以讓水和油都會從涂層表面滾落下來。在高達70攝氏度（158華氏度）的溫度下，皮革狀表面也不會發(fā)粘。
俄亥俄州的杰出學者Bharat Bhushan和俄亥俄州立大學機械工程學教授Howard D. Winbigler說，這種涂層可以制造出更清潔、粘性更小的家具、汽車內(nèi)飾、服裝、鞋子和手提包—即人們所使用的任何合成革產(chǎn)品。
Bhushan說：“有史以來，真皮就成為人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅Ｖ匾牟牧现弧Ｓ捎诤铣筛锏膬r格更低且更易于加工，目前合成革市場一直在不斷增長。據(jù)我們所知，這是第一次有人試圖制造出同時兼具超疏水性和超疏油性的合成革。”
合成革由涂有塑料的織物制成，通常是聚氨酯（PU）或聚氯乙烯（PVC）。PVC和PU都可模制成具有凹槽的平板，使其具有皮革般的質(zhì)感。同真皮一樣，合成革對液體也具有一定的滲透性。但與真皮不同是，合成革在高溫下會發(fā)粘，因為熱會使塑料表面發(fā)生軟化。
Bhushan擅長仿生學領域—一種模仿自然中材料和工藝的科學。他的許多研究成果都受到了荷葉的啟發(fā)—因為荷葉凹凸不平的表面自然會排斥水。
? 正如他們之前所做的表面防水和防油實驗，研究人員試圖通過在合成皮革表面噴涂二氧化硅納米顆粒涂層來得到凹凸紋理。
俄亥俄州立大學的研究人員發(fā)明了一種同時能夠排斥水和油的合成革涂層。如圖中所示，研究人員將一滴水滴在未經(jīng)處理的合成皮革表面（上圖，從左到右）和一塊經(jīng)處理過的合成革表面（下圖，從左到右）。經(jīng)處理后，水會從合成革表面滾落下來。
來源：俄亥俄州立大學
? ? ? 但是Bhushan和博士生Dev Gurera很快發(fā)現(xiàn)，合成革中的增塑劑—即賦予塑料可塑性的化學品可防止納米顆粒發(fā)粘，特別是在具有皮革外觀的凹槽內(nèi)。所以他們用計算機芯片制造中常用的紫外線處理進行表面清潔工作。
結(jié)果顯示：納米顆粒粘在清潔的合成革上，產(chǎn)生凹凸不平的表面。然后研究人員用硅樹脂密封納米顆粒。涂層基本上是透明的，因此皮革紋理仍然可見。
Bhushan和Gurera對PU和PVC樣品進行了涂敷，并測試了其防水和防油性、自潔性以及耐久性和耐熱性。
他們將油滴和水滴滴在合成革表面，并測試了合成革表面在傾斜角度為多大時才能使液滴從表面滾落下來。水滴在表面傾斜2度或者油滴在表面傾斜4度時會發(fā)生滾落。其中，在傾斜角小于10度時發(fā)生滾落的液體均被認為是超液體。
為了觀察磨損是如何影響涂層，研究人員通過將藍寶石珠在表面來回拖曳100次，在藍寶石表面上得到了凹槽。液滴從劃痕表面滾落所需傾角增加到了7度，仍屬于超液體—但只有當液滴滾過（即垂直于磨損的凹槽方向）時。
當皮革被放置到液滴必須在磨損的槽內(nèi)滾動時，液滴滾落的所需角度將增加到44度。雖然這聽起來很糟糕，但它仍比未經(jīng)處理的PU和PVC表面表現(xiàn)更佳。因為未經(jīng)處理的PU和PVC表面在傾斜到90度時仍會有水或油存在。
為了測試自清潔能力，研究人員在皮革上噴灑了黑色碳化硅粉末，并測量了一滴水可以沖走多少粉末。結(jié)果顯示：在未經(jīng)處理的合成革上，水沖走了約10％的粉末，而在處理過的皮革表面，90％的粉末被帶走。
粘性呢？停放在陽光下的封閉車內(nèi)的最熱溫度約為80攝氏度（176華氏度）。研究人員表示，在該溫度下，涂層無法保持其完整性，因為涂層表面下的PU或PVC開始像極其粘稠的液體一樣發(fā)生流動。該涂層在70攝氏度（158華氏度）時仍保持不粘，因此在炎熱的日子里它可以防止你的腿粘在汽車座椅上。
然而，這并不會阻止座位燙到你，所以要小心。但至少你最喜歡的“皮革”外套看起來和你所感受到的，是相同的。
