【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】2月14日消息，在仿生學(xué)領(lǐng)域，壁虎腳墊的特殊功能再次啟發(fā)了科學(xué)家們。近日，ACS Applied Materials & Interfaces期刊刊登了一項(xiàng)突破性研究，科研人員利用氧化鋯納米顆粒增強(qiáng)的硅橡膠，創(chuàng)新性地研制出一種防滑聚合物，其靈感來(lái)源于壁虎的腳墊。這種新型材料能在冰面上實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大附著，有望被應(yīng)用于鞋底設(shè)計(jì)，降低人們?cè)跐窕h(huán)境下的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前市場(chǎng)上的防滑鞋底多采用天然橡膠等材質(zhì)，它們?cè)趹?yīng)對(duì)雨天人行道上的積水時(shí)表現(xiàn)尚可。然而，在結(jié)冰路面上，穿著者的體重壓力會(huì)導(dǎo)致鞋底與冰面接觸部分融化，形成一層滑膩的水膜，反而增加了滑倒的可能性。
據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解，壁虎腳墊的親水性毛細(xì)管效應(yīng)為其在光滑表面上的穩(wěn)定移動(dòng)提供了關(guān)鍵支持。受此啟發(fā)，Vipin Richhariya、Ashis Tripathy、Md Julker Nine及其研究團(tuán)隊(duì)著手開(kāi)發(fā)一種具有毛細(xì)管增強(qiáng)粘附特性的聚合物，旨在同時(shí)應(yīng)對(duì)雨天和冰凍路面的挑戰(zhàn)。
葡萄牙米尼奧大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將氧化鋯納米顆粒融入硅橡膠聚合物中，賦予了材料吸引水分子的新特性。他們將這種復(fù)合材料加工成薄膜，并通過(guò)加熱固化，隨后在薄膜表面采用激光蝕刻技術(shù)創(chuàng)造出凹槽圖案，使親水性的氧化鋯納米顆粒得以充分暴露。當(dāng)這種薄膜與冰面上的水分子接觸時(shí)，能夠像壁虎腳墊一樣，通過(guò)毛細(xì)管作用牢固地附著在光滑表面上。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)五種不同氧化鋯納米顆粒含量(重量比分別為1%、3%、5%、7%和9%)的圖案化納米復(fù)合材料進(jìn)行了測(cè)試。
經(jīng)過(guò)紅外光譜分析和模擬摩擦測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)，含有3%和5%氧化鋯納米顆粒的復(fù)合材料展現(xiàn)出了最優(yōu)異的防滑性能。研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)技術(shù)不僅可用于開(kāi)發(fā)仿生防滑鞋底，還有望在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用，如電子皮膚和人造皮膚的開(kāi)發(fā)，其中聚合物能通過(guò)與液體層的相互作用，實(shí)現(xiàn)不同表面之間的有效粘合。
