文/ 海风
由哈佛大学维斯仿生工程学院和哈佛工程和应用科学院组成的团队利用仿生学制造出一种新型的透明涂层。这种涂层可以让普通玻璃变得更加坚固，加强普通玻璃的韧性，而且还有自我清洁的特性，同时使得玻璃本身变得难以置信得超级润滑。
在这种新型涂层的作用下，普通玻璃变得极具弹性，并且超级润滑。这有利于提升玻璃的耐用程度，防止玻璃表面被刮伤，以及实现自动清洁。这样的玻璃可以广泛应用于制作耐用、防刮眼镜片，具有自洁功能的窗户，同时也有助于改进太阳能电池板和新型医疗诊断设备的功能。这种涂层还可以减少材料表面结霜的情况，避免因为降雪过多将电源线压断，从而有效杜绝电线杆的倒塌。
哈佛大学团队核心人物乔安娜? 艾森伯格（Joanna Aizenberg）表示，新涂层的出现是仿生学带给材料世界的又一个创意。据她介绍，这种新涂层是建立在由她的团队所开发命名的、屡获大奖的SLIPS 材料的基础之上的。SLIPS 代表的是一种润滑的液体被注入具有多孔特性的物质的表面。在这种技术的支持下，形成了一种光滑的合成物质表面。这种涂料既润滑又耐用，同时呈现完全透明的形态，这些优点结合在一起有助于解决商用材料所一直面临的挑战。SLIPS 技术的灵感来源于食肉植物猪笼草，受到了它们捕食方式和策略的启发。猪笼草生于热带或者亚热带地区，是一种捕虫植物，拥有一个类似于猪笼的捕虫工具。这个类似猪笼的东西开口十分润滑，只要有昆虫接近它，不小心掉进其中，基本不可能爬出来，实现逃生。也就是说，它们超级光滑的叶子表面可以让在普通玻璃上能够站住脚的苍蝇也落入它们的陷阱中。正是猪笼草的这种润滑特性给了研究人员研发SLIPS 涂层的启发。
如果将该团队研发的润滑液注入到具有纳米微结构的材料中，那么这一材料就可以拥有迄今为止最为光滑的合成物表面，任何一种液体或者固体（水、油墨、尤其、液体沥青等）都无法实现在其表面的停留。此时，只要实现材料（如玻璃）表面的倾斜，上面的液体或固体就会顺势滑落，并且不会留下丝毫痕迹，也就实现了玻璃的自洁功效。如果没有SLIPS 涂层的玻璃，材料表面就会留下大量明显的痕迹，如果液体处于比较粘稠的状态，那么根本就不可能实现滑落。
在SLIPS 技术中，这种薄薄的液体润滑剂涂层可以使液体很容易地划过表面，就像在滑冰场上，冰表面的一层水有助于滑冰选手进行滑行，实现其自由表演。与早期研发的疏水材料不同，SLIPS 所涉及的油性液体和粘液更像蜂蜜，可以有效抵制结霜和细菌生物膜的形成。由SLIPS 技术制成的材料是已知的最光滑的合成材料，而且可以实现防水、防油，也能够防止结冰和细菌生成。
研究人员努力探索，希望寻找一种具有以上特性的涂层，同时能够将实现这些功能的进一步拓展。这种全新的设计远远超过了现如今广泛使用的涂层。虽然现有涂层适用范围很大，功能也很强大，但是不润滑，可能是透明的，也可能不是透明的，在机械性能上不稳定或者也并不绝对防水和润滑。
而SLIP 技术中的液体拥有稳定的机械性能，功效持久。但为了配合这种液体，需要材料表面由一个坚固的蜂窝结构组成，这个结构可以接住和容纳细小的润滑剂微粒，发挥了孔隙的作用。
SLIPS 材料虽然光滑，但不够坚固，而且不是透明的，不适用于玻璃涂层。为了在玻璃上制作这种涂层，艾森伯格及其团队按照SLIPS 材料的合成方式，将微型球形聚苯乙烯颗粒排列在玻璃表面，它是聚苯乙烯的主要原料，然后将液态玻璃浇在表面上，直到液体深度超过聚苯乙烯颗粒一半的高度。当液态玻璃固化后，将裸露在外的一部分去除，留下一个网状的结构，类似像蜂巢一样的表面。随后研究者将用于制作SLIPS 的液态润滑剂涂在表面上，形成一种既坚固又光滑的涂层，这种方式可以有效实现机械上的稳固性。
经过这样的处理好后，玻璃片能够承受较强的外界破坏。与其它玻璃表面或者疏水材料相比，在受到破坏和划伤后，进行各种各样的处理，如用手摸，用胶带进行剥落，并用纸巾擦拭，而后仍可以保持润滑。
这种液体涂层还能抵制各种各样的液体，就如SLIPS 技术试验中表现的那样。这些液体主要包括水，辛烷，葡萄酒，橄榄油和番茄酱。同时，该涂层能够降低冰粘附到玻璃片上的几率，降低率达到90%。对于玻璃来说，保持不结霜是十分重要的。因为粘附在玻璃上的霜有可能使电力被中断，降低冷却系统的能源效率，延误航班，甚至出现建筑物倒塌的现象。
通过调整蜂窝孔格的宽度，使得直径小于可见光的波长，研究人员就可以令涂层表现为完全透明的。
“这种涂层可以被用于制作耐用的防刮玻璃，适用于眼镜、窗子、太阳能板和医疗诊断设备。”艾森伯格说，“它抗水、抗油、防结冰和细菌的特性让它在很多领域有用武之地，而且成本也不是很高。”
这种涂层的作用还可以以另外一种形式展现，也就是将液体限制在一定的区域内。这就使得其具备了另外一个功能，即可以被应用在实验室芯片应用和医疗诊断中。
研究人员曾为自己设定了一个具有挑战性的目标：设计一种多功能的涂层，它的功能可以与SLIPS 技术中的液体一样，但是更容易应用与操作，使用起来功能更加强大，现在的成果就是他们所努力希望实现的愿望。
同时，研究人员正在寻找更好的方法使这种涂层能够应用于玻璃弯曲件以及塑料，树脂玻璃等,能够适应严格的工业生产流程。总之，这种全新的涂层率先实现了一系列普通疏水材料所不具备或者很难达到的特性，同时也推动了这一领域技术的革新与发展。我们相信，这种新涂层一定会拥有更加广阔的使用领域。
