化学变脸之神奇的超浸润——推荐一个化学科普实验

发布时间：2025-06-21 04:31

　　 自然界中有一类神奇的超浸润,如荷叶上水珠和水黾轻功"水上漂"等,这是材料表面特异的微纳超级结构和活性物质所致。效法自然,合成了两种超浸润界面剂和一种开关型的Cu(OH)2@ZIF-8纳米网膜。从自然植物–日常应用–科技发展,由浅入深,全方位地科普了神奇而又不乏科学趣味的自然现象(化学变脸),以激发青少年对于自然、科学的兴趣。

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【部分图文】：

图1 浸润的灵感来源与构造原理图[7,8]

超浸润就是超润湿或者超排斥，是液体、气体和固体之间润湿性现象的一种特殊情况。最初，超疏水/超亲油效应是在材料科学和仿生学的基础上发现的。在过去的几十年里，人们开发了许多不同的合成策略来制备具有超润湿性的功能表面。科学家和工程师已经开始研究这些特殊润湿表面在不同领域的用途。现在，大....

图2 疏水与亲水演示图

2)取一盆猪笼草，用剪刀剪下一个猪笼叶片，再从中间将猪笼剪开，放置在展示台面上，用滴管滴加水，展示“一滴不漏”的超亲水性能(图2)。2.4.2拨水剂与防雾剂的配制与演示

图3 玻璃上拨水剂与防雾剂演示图

铜网界面性质转换实验和油水分离实验展示了开关型超润湿性，是利用乙醇改变Cu(OH)2@ZIF-8纳米线网膜表面化学分子的性质后改变了体系的润湿性[12]。如图4a、4b、4c所示，首先是在铜网基底上原位生长Cu(OH)2纳米线，再在Cu(OH)2纳米线表面包覆一层均匀的ZIF-8....

图4 (a)–(c) 200目铜网表面生长的Cu(OH)2@ZIF-8核/壳结构纳米线阵列的不同放大倍数的扫描电镜图像；(d)–(e) Cu(OH)2@ZIF-8核/壳结构纳米线的高分辨透射显微镜图像；(f)–(j) Cu(OH)2@ZIF-8核/壳结构纳米线选定区域中铜、氧、锌、氮元素的面扫描元素分布图；(k) Cu(OH)2@ZIF-8核/壳结构纳米线沿下方箭头所示方向的元素浓度分布曲线；(l)从200目铜网样品上刮取的Cu(OH)2@ZIF-8核/壳结构纳米线样品的XRD图谱[12]

图3玻璃上拨水剂与防雾剂演示图3.3.1铜网界面性质转换演示

本文编号：4051917