纳米纤维地毯可能导致新的粘性或绝缘表面

受北极熊毛皮、荷叶和壁虎脚的非凡特性的启发，工程研究人员开发了一种制造纳米纤维阵列的新方法，这种阵列可以为我们带来粘性、防水、绝缘或发光的涂层。

密歇根大学化学工程教授、《科学》杂志研究的资深作者约尔格拉汉(Joerg Rahan)说，“这种情况已经从我看到的所有东西中删除了。我觉得不可能。”

密歇根大学和威斯康星大学的研究人员取得了一些意外的发现，揭示了一种新的强大的方法，可以制作比人头发细几百倍的纤维阵列。

北极熊的结构允许光线进入，同时防止热量散失。防水荷叶上涂有微蜡状细管阵列。重力反射壁虎脚底部的纳米级毛发与其他表面非常接近，原子力引力起作用。想要模仿这些超能力的研究人员需要一种方法来创建微型阵列来做到这一点。

“从根本上说，这是一种完全不同的制造纳米纤维阵列的方法，”Lahann说。

研究人员已经证明，他们的纳米纤维像荷叶一样排斥水。他们种植直纤维和弯曲纤维，并测试它们像Velcro一样粘在一起——结果发现，顺时针和逆时针扭曲的纤维比两根直纤维编织得更紧密。

他们还对光学特性进行了实验，并制造了一种发光材料。他们认为有可能制造出类似北极熊皮毛的结构，单根纤维的结构可以照亮光线。

但是分子地毯并不是最初的计划。Lahann的小组正在与当时威斯康星大学麦迪逊分校化学工程教授Nicholas Abbott合作，在液晶上放置一种叫做聚合物的链状分子膜。液晶因其在电视和电脑屏幕等显示器中的应用而闻名。他们正试图制造能检测单个分子的传感器。

Lahann带来了薄膜生产方面的专业知识，而雅培则领导液晶的设计和生产。在一个典型的实验中，Lahann的团队蒸发链中的单链，并诱导它们在表面凝结。然而，薄的聚合物膜有时不能如预期的那样实现。

“这一发现加强了我的观点，即当事情不按计划进行时，科学和工程领域的最佳进展就会发生，”艾伯特说。"你必须保持警惕，把失败的实验视为一个机会."

链接滑入流体并在载玻片上相互连接，而不是覆盖在液晶的顶部。然后液晶引导从底部生长的纳米纤维的形状，形成纳米级的地毯。

“液晶是一种相对无序的液体，但它可以模拟纳米纤维的形成，具有非常确定的长度和直径，”阿博特说。

他们不仅做出了直线。根据液晶的不同，它们可以产生弯曲的纤维，如微观的香蕉或楼梯。

“我们对化学、纤维类型、纤维结构以及如何存放它们有很多控制，”拉汉说。“这确实增加了我们现在设计表面的方式的复杂性；不只是薄薄的二维薄膜，而是三维的。”

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