来自荷兰的化学家惊讶地发现,盐晶体可以长出小腿,使自己远离某些疏水表面。这种自我提升的行为可能会影响到建筑材料的设计,以避免破坏盐晶体的生长。
在砖或混凝土结构上经常可以看到白色的盐残留物。这种开花是由盐水迁移到多孔材料表面引起的,在那里水蒸发了,留下了盐。这个过程往好里说是难看的,往坏里说是破坏性的。例如,抗风化表面处理可以防止盐逸出石材,使其在内部结晶。
尽管氯化钠是地球上最常见的盐,但人们对表面处理如何影响其结晶动力学知之甚少。一个团队Noushine Shahidzadeh阿姆斯特丹大学的研究人员首次观察到盐晶体如何长出腿来避免硅化表面。
研究人员将盐水滴放在加热的,trichlorooctylsilane经过处理的玻璃片。当水蒸发时,在水-空气界面形成晶体,这些晶体位于它们的角落,以尽量减少与表面的接触。随着蒸发的进行,许多微小的晶体腿在结构的底部生长,使整个晶体脱离表面。在更高的温度下,腿长得更多,也更快。
只有在硅烷玻璃上,而不是在其他疏水材料上,氯化钠表现出这种升腾行为。Shahidzadeh和她的团队认为,这是因为硅化玻璃与其他硅化超两疏涂层不同,具有微观光滑性。此外,硅烷阻碍了表面的羟基,因此它们不能作为水吸附位点,防止盐的成核,通常发生在水-固界面。
氯化钠的自提升结晶使硅烷化表面基本上自清洁。这可以帮助科学家设计出一种涂层,既能防止建筑材料上的风化,又不会因内部结晶而受损。
参考文献
H萨利姆等,期刊。化学。列托人。, 2020,11, 7388 (doi:10.1021 / acs.jpclett.0c01871)
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