新型界面材料

　　中國科學院化學研究所的專家們研究出一類新型功能材料，用它對織物處理之後，織物會不沾水，不沾油；用它對瓷磚、玻璃處理之後，它們有自清潔的功能。這些成果已經引起國家有關部門的重視，把這類材料的研究已列入了國家“九七三”計劃，這種新材料被稱為二元協同納米界面材料。

　　科研人員在實驗中發現，兩種性質相反的材料作到納米時，在特定的條件下具有協同的相互作用，在宏觀上會表現出奇特的性能，二元協同納米界面材料就是在材料的宏觀表面建立一個二元協同納米界面結構。

　　“二元協同納米界面結構”是江雷在日本留學時提出的，中科院意識到他提出的這一新概念將會帶來廣闊的産業前景，邀請他回國參與百人計劃，現在，江雷是課題組的主要負責人。

　　江雷:"當時我們在東京大學做了一個試驗，在紫外光的照射下，二氧化鈦表面會表現為一個親水的效果。就是水滴在這個表面上很自然的鋪展開，在這個表面上不會産生霧滴，這現象是非常奇妙的現象。當時這個研究工作主要是由我愛人負責做這個實驗，因為我多年從事納米結構的研究，我就從我這個角度提出一個建議，是否在這個表面上存在着親水和疏水的納米結構促使了這個表面具有一個親水的效果。當時我愛人對這個現象也是不大理解，她認為這是不可能的事情，然後我就想如果這種界面存在，它還會有一個宏觀的現象，它還會親油。我愛人馬上就去做了這個實驗，10分鐘以後她就回來了，非常高興的告訴我，這個界面又親水又親油。"

　　江雷立刻做了原子顯微鏡觀察，從圖象表面就可以看到親水和疏水相間的納米結構，納米結構大小大約在30到50個納米左右，隨後，他和同事們，很快複製出了親水和疏水相間的納米結構，把玻璃的表面進行處理，實驗再次證實玻璃的表面具有親水和親油的特性。

　　應該説，利用物質的二元協同原子材料，即將鐵與鉻這二類在空氣中極易氧化的合金相合成為不銹鋼，還有將鐵和鉻這二類普通硬度的合金相結合為超硬剛。到了30-40年代，人們又在物質的分子水平上開發出了二元分子協同材料，如電子受體與電子結構相結合成為有機超導體以及有機強磁體。到了80-90年代，比物質的原子、分子級的開發更為深層次的就是物質的納米級的研究開發。

　　那麼，為什麼會表現出親水、親油的特性呢？

　　我們已經看到這種表面是由兩種親水和親油的納米結構構成的。實際上這種納米結構在這個表面上形成了納米級的二維毛細管網絡，當水滴或油滴滴在這個表面上的時候，水滴會沿着親水的毛細管網絡分散成人的肉眼看不到的無數個納米的水滴。同樣油滴也會沿着這些親油的納米網絡，分散成肉眼看不到的無數個微小的油滴，因此這個界面就表現出一個超雙親的現象，也就是即親水又親油。

　　科研人員做出了親水、親油的材料，還應該能做出疏水與疏油的材料，那麼，哪兩個協同元素有這種特性呢？

　　我們都知道荷葉出淤泥而不染，具有極強的疏水、疏油的性能，是否荷葉的表面具有特殊的結構呢？也許這兒就是尋求的答案所在。

　　在荷葉的掃描電鏡的照片上，表面結構清晰可見，那些凹凸不平的納米結構正是科研人員尋找的答案。

　　經過凹凸納米結構處理過的織物，開始表現疏水、疏油的特性。

　　實際上在這種荷葉上的許許多多納米孔，在水滴或油滴乃至液體滴在這個界面的時候，會形成一層氣膜，使水或油都不能侵入這個表現，因此産生了一個奇妙的疏水疏油的效果。可以把氧化劑和還原劑作成納米結構，形成二元協同納米界面材料，這樣的材料體系，可以用來高效的分解有毒氣體，有毒的有機物，還具有殺菌的作用，這樣的材料可以用來凈化空氣，提高人們的生活質量。

　　物質世界的二元性是無窮無盡的，二元協同納米界面材料也將是無窮無盡的排列組合，隨着科技的不斷發展，等待我們的將是一個豐富多彩的新型高級功能材料的新世界。