(不锈钢丝网可以在水（蓝色）透过其过程中捕获油（红）。图片来源：Jo McCulty, courtesy of The Ohio State Univ)

在俄亥俄州立大学的实验室里，一块不起眼的不锈钢丝网看起来并不像一个很了不起的东西，但实际上它可能为未来清理环境污染做出巨大贡献。

水可以通过这种不锈钢丝网，但油无法透过，这是由于其表面上几乎看不见的一层防油性涂层。在试验中，研究人员将水与油混合在一起，并将该混合溶液倒在丝网上。水通过丝网过滤后落入下面的烧杯。丝网顶部收集到的油，可以在丝网倾斜时很容易滚落到一个独立的烧杯中 。

丝网涂层属于俄亥俄州立大学正在开发的，从自然界获得灵感的纳米技术的一部分，并已经在《Nature Scientific Reports》发表有两篇论文。其潜在的应用范围从清理漏油， 到跟踪地下石油储量。

 “如果把规模扩大，你有可能使用一张网来捕获泄漏的原油，” Bharat Bhushan说，他是俄亥俄州立大学的杰出学者和工程机械的教授。

这项工作部分来说是受到荷叶崎岖不平的表面所启发，其可以自然排斥水，但不排油。为了创造相反性能的涂层，Bhushan和博士后研究员Philip Brown选择了，嵌有表面活性剂的聚合物来覆盖崎岖的表面，这种活性剂是肥皂中起清洁作用的成分。

它们喷洒微细的二氧化硅纳米粒子到不锈钢丝网上，以此制造出随机的崎岖不平的表面，并在上方覆盖有聚合物和表面活性剂。

二氧化硅、表面活性剂、聚合物，以及不锈钢都是无毒且相对便宜的 。Brown估计，较大尺寸的丝网可以将每平方英尺的成本降至一美元以下。

因为该涂层只有几百纳米（十亿分之一米）厚，它几乎是检测不到的。触摸起来该涂层丝网并不比未涂层的丝网更粗糙。涂层丝网略微不光亮，因为涂层只有70％透明度。

研究人员选择了二氧化硅，部分是因为它是在玻璃的成分，而他们希望探索该技术的潜力来创造无污玻璃涂层。在70％透明度时，该涂层可以用于某些汽车玻璃，如镜子，但不能用于大多数窗户或智能手机的屏幕。

 “我们的目标是要达到90％左右范围的透明度，” Bhushan说。 “在我们所有的涂料中，配料的不同组合会得到不同的性质。所以关键是要选择正确的层。

他解释说，某些组合的层产生的纳米粒子会吸引原油，而不是排斥。这种颗粒可用于检测地下原油，或在漏油情况下辅助除油。

纳米结构的形状也发挥一定作用。在另一个项目中，研究助理Dave Maharaj正在调查，如果表面是由碳纳米管构成的会发生什么。与二氧化硅不同，他使用二硫化钼纳米管进行试验，将其与原油搅拌均匀。纳米管大约比人的头发还小的一千倍。

Maharaj测定纳米管表面上的摩擦，并压缩它们来测试他们将如何继续支撑。“在纳米管的结构中有天然缺陷，”他说。 “在高负载下，该缺陷会导致管的各层撕开，并形成一个光滑表面，这大大降低了摩擦。”

Bhushan预见到使用油与钼化合物的兼容性，加上其减少摩擦的能力，将使其成为液体润滑剂的良好添加剂。此外，对于微米和纳米器件，商业油可能用于有效运行会太粘。在这里，他怀疑仅仅钼纳米管就可以用来减少摩擦。

这项工作在超过10年前就已经开始，当时Bhushan刚开始建设和为模仿荷叶纹理的纳米结构涂层申请专利。从那开始，他和他的团队一直在努力放大这种效果并针对不同的情况进行修整。

“我们已经研究了这么多的自然界面，从树叶到蝴蝶翅膀再到鲨鱼皮，都是为了了解大自然如何解决某些问题，” Bhushan说。 “现在我们要超越大自然能做到的，来取解决新问题。”

“自然能做的已经到了一个极限，” Brown同意道。 “击退像原油这样的合成材料，我们需要把化学带入到大自然没有达到的另一个层次 。”

新材料在线编译整理——翻译：Gary