如何擠出最後一滴洗髮水？_風聞

【本文由公眾號“把科學帶回家”提供，ID：steamforkids】

撰文 | Mirror

剛把頭髮打濕，結果擠不出洗髮水了，再怎麼使勁甩瓶也只能弄出一點。但機智的你知道洗髮水並沒有用完——擰開瓶蓋，內壁還頑固地粘着不少洗髮水賴着不出來。無奈之下，只能派“水”來強行帶走，但總感覺衝多少遍都有殘留。

不僅是瓶壁內殘留的洗髮水會造成浪費，每次擠洗髮水總有一些“流連”在瓶口，日積月累，原本起清潔作用的洗髮水反而看起來像污漬。而像番茄醬、辣椒醬這樣的醬料瓶口，如果有未及時清理的殘留物就不只是美觀問題，還可能引入污染，產生健康隱患。

那有什麼辦法可以把洗髮水或醬料乾乾淨淨、利利索索地倒出來，而不像前面描述的那樣“拖泥帶水”呢？

暴力拆瓶是很徹底，如果你只想用最後一次的話……

還是先跟小編先摸清這些粘稠流體的性質：不論是洗滌用品還是醬汁，它們的成分都有親水或親油的特點。

像醬油、果汁這類大都屬於水基的流體，也就是説它們的含水量很高。對於它們，科學家早已發明出有效的疏水材料。靈感來自大家都很熟悉的、“潔身自好”的荷葉——荷花出淤泥而不染，荷葉落雨滴而不濕（非原句）。

在仔細觀察荷葉表面的微觀構造後，科學家發現上面密佈着微小的突起，突起間充滿空氣，減少了水滴與荷葉的直接接觸，水滴就會圓滾滾地“溜”走了。

 電子顯微鏡下荷葉表面的超微結構（下）

現在的大多數超疏水材料都是模仿荷葉****結構設計的，例如以納米級別的二氧化硅顆粒製成的超疏水噴塗材料，用在布料表面可以起到“百污不侵”的防污效果。

“媽媽再也不用擔心我弄髒白T恤了”

麻省理工學院的科學家發明的超疏水塗層也是類似原理，使用在包裝瓶內壁上，番茄醬和糖漿也能擠得乾乾淨淨。

用超疏水處理後的容器倒番茄醬

 用未處理（左）和超疏水處理後（右）的容器倒楓糖漿

不過上述疏水材料更適用於水基流體，對食用油、芝麻醬這類含油量高的物質，效果就不盡人意了。而洗髮水等洗滌用品的主要成分是表面活性劑。表面活性劑分子一頭親水，一頭親油，因此材料還需要兼具疏水性和疏油性才能不被粘上。

我們知道一滴水滴在物體表面還可能形成水珠，但油滴基本都會攤開。這是因為油的表面張力比水小，內聚力不足，容易散在其附着的表面上。表****面活性劑的表面張力也比水小得多，而且浸潤能力強，想甩開它可不容易。

好消息是，就在幾年，俄亥俄州立大學的研究團隊已經成功研發出了兼具超疏水性和超疏油性，且穩定耐用的不粘塗層，幾乎能夠應對所有常見流體，包括難以對付的洗滌劑，先來看看效果。

從未處理表面滴下洗髮水（左）和洗衣液（右）：

從不粘塗層表面滴下洗髮水（左）和洗衣液（右）：

  圖源：《科學美國人》

這種材料的疏水原理和上述疏水材料類似，都是用納米微粒製造起隔離作用的小突起。下圖珊瑚礁一樣的構造就是由二氧化硅納米顆粒形成的**“Y”形結構**，這樣的結構密佈在材料表面，“枝丫”之間託着氣泡，形成空氣隔層，從而起到與流體最小化接觸的作用。

不粘塗層表面的二氧化硅納米顆粒結構 | 圖源：Brown, P. S. and Bhushan, B. (2015)

要想達到理想的疏油效果，還需要對材料表面進行氟硅烷化處理，形成類似不粘鍋塗層（特氟龍）的單分子膜，以強化疏油效果。

液滴與固體表面的接觸角（CA）越大，粘附程度越低 | Brown, P. S. and Bhushan, B. (2016)

為了穩固塗層，其中添加了少量能稍微軟化塑料的溶劑，塑料再次凝固時，二氧化硅微粒就能被牢牢嵌進塑料。二氧化硅和氟硅烷分子之間也能夠穩定地結合，保障了塗層的耐用性。

把這種超疏水疏油塗層加工在塑料包裝瓶內，倒洗髮水就可以前所未有地順暢，直到一滴不剩，讓你的每一滴洗髮水都值回本。

材料中所使用的原料在一般條件下對人體也是安全無害的，因此還可能應用於食品包裝，從此喝酸奶再也不用舔瓶、舔蓋了。

或許你認為一小瓶殘餘的量不算什麼，但每年這些商品的消耗數量可達上億，積累起來就是巨大的浪費。另外，保持包裝瓶的清潔，也有利於塑料包裝瓶的回收。不僅能提高回收率，還能減少清洗塑料瓶的成本。

塑料瓶回收前需要經過清洗

除了包裝瓶，你一定還想到了不粘材料的各種用途，比如排水管道這種容易附着污物、滋生細菌的地方，還有醫療器械、電子產品外殼等需要保持清潔的物件。不過目前這種材料仍在完善中，尚未實現商業化推廣。

近年來，不粘材料的發展百花齊放，就連黏性固體****也能實現不粘。去年，賓州州立大學的研究團隊從豬籠草的“滑梯”陷阱獲得靈感，開發出了能使便便不粘馬桶的超滑材料——LESS塗層。

勞氏豬籠草是樹鼩的餐桌兼馬桶 | 圖源：BBC紀錄片《植物王國》

這種塗層擁有更細密的表面突起結構，由聚二甲基硅氧烷構成疏水基底，然後再噴灑上一層極薄（1微米）的硅油潤滑劑，它能使黏性的便便變得潤滑，同時基底又將其與馬桶表面隔開，這樣便便就能一滑到底，不再留下令人尷尬的痕跡。

使用LESS塗層（左）和未處理（右）的馬桶 | 圖源：《科學美國人》

但是LESS也有大多數不粘材料的通病——不夠耐久。它所搭配的硅油需要後期噴塗，衝馬桶500次後就需要重新再噴，對於普通消費者來説成本還是略高。

不粘T恤、不粘包裝瓶、不粘馬桶，相信在不久的將來都會得到普及，讓生活更舒爽。如果有了一勞永逸的超級不粘材料，你最想用在什麼地方？