什么是纳米涂层的疏水性？吸水强的牛仔裤为什么不怕水了？

我们知道使用纳米涂层的物品很容易可以达到材料表面疏水的性能，在不改变材料本身化学属性的情况下，增加了额外的属性，比如在短时间内有很强大的防水性能，防油性能，如果是作用在金属及部分家具上，还可以增加防腐性能。

在展开话题前，我们今天先聊一聊疏水性

疏水是什么意思呢？

疏水的字面意思是“对水的恐惧”。疏水分子的表面排斥水。有疏水性液体，当然也有，例如油，就会与水分离。疏水分子通常是非极性的，这意味着构成分子的原子不会产生静电场。在极性分子中，这些相反的电能区域吸引水分子。如果分子上没有相反的电荷，水就不能与分子形成氢键。然后水分子与自身形成更多的氢键，非极性分子会聚集在一起。

疏水效应是由聚集在一起的非极性分子引起的。大分子可以具有疏水部分，这将折叠分子，使它们可以彼此靠近而远离水。蛋白质中的许多氨基酸是疏水的，有助于蛋白质获得其复杂的形状。疏水效应延伸到生物体，因为生物体表面的许多疏水分子帮助它们调节其系统中的水和营养物质的量。

都有哪些东西有疏水性呢？

细胞膜

细胞膜由称为磷脂的大分子组成。磷脂分子的头部有磷原子，可以吸引水。分子的尾部由脂质组成，脂质是疏水分子。亲水头指向水，疏水尾相互吸引。在小组中，磷脂形成胶束。胶束是一个小的疏水球。疏水尾部将水从球的中心排出。

细胞膜由两个磷脂层组成，称为磷脂双层。薄片的中间是由疏水尾组成的，它可以排出水分，可以将细胞的内容物与外界环境分离。细胞有多种嵌入膜中的特殊蛋白质，这些蛋白质有助于将亲水分子（如水和离子）转运到膜的疏水中间部分。

在真核细胞中，细胞器是由磷脂双层产生的较小囊在细胞内形成的。科学家们利用磷脂的疏水特性创造了另一种结构，将药物和营养物质输送到细胞中。如上图所示，脂质体是可以装药的小囊。将正确的蛋白质嵌入膜中，脂质体将与靶细胞的膜融合，并将药物输送到细胞内部。

植物叶子

许多植物的叶子上都有疏水涂层。重要的是不要通过叶子吸收雨水和水，因为这会破坏营养物质的流动，而营养物质依赖于水从根部到叶子的通道。如果允许水通过细胞膜渗透进入叶片，它会改变叶片中的渗透压，水不能从根部向上流动。甚至水生植物也用疏水性物质保护它们的叶子，确保从根部吸取养分，让水从一个方向流过植物。下面是一个非常疏水的叶子的例子，它会导致水滴从叶子上滚下来。

鸟的羽毛

许多水鸟必须保护它们的羽毛免受水侵入，并在它们的羽毛上分泌疏水油，以防止水渗透。如果你听说过“像鸭子身上的水”这个词，那这个阶段指的是鸭毛的疏水性。鸭子和许多其他水生鸟类会花费大量时间在水下收集食物。但是，它们在离开水时也必须飞行。如果让水渗入它们的羽毛，鸟儿就会变得太重而无法飞行。鸟类将它们从皮肤和特殊腺体分泌的疏水油刷到它们的羽毛上。当他们潜入水下时，油类会形成疏水屏障，阻止水渗透。然后，当它们出现时，它们只需将水甩掉即可飞行。

我们现在使用的纳米科技，归根到底是一种仿生学，我们观察自然界中神奇的疏水效果，利用纳米的极小尺寸，现在也可以将这种自然界中的疏水性能用在各种材料的表面上，比如用在纺织品上实现疏水疏油的性能。

我们在牛仔裤上做了实验，通过在牛仔裤上做了疏水性的纳米涂层之后，普普通通的一条牛仔裤，很轻易就实现了不怕水和油的特性，我们知道牛仔裤有很强的吸水性，如果吸入了酱油，饮料，番茄酱之类的带颜色的粘稠的液体，清洗起来的确是需要花不少力气。而用了纳米涂层之后，让牛仔裤保持清洁变得轻而易举了。

现在随着纳米科技的进步和纳米材料的广泛使用，使用成本已经进一步降低，原先使用于航天航空科技及奢侈品方面的高科技纳米涂料，已经普及到民用行业了，随着民企和普通居民对纳米材料的进一步使用，这种安全环保无毒的纳米科技，也将带来一场新的时代变革。