防水物质可以进入冠状病毒战斗

个人防护装备（PPE）一直处于针对Covid-19的斗争的中心。在很少之前，无情的病毒已经显示出医疗提供者顶线设备的必然重要性。

在这场危机的背景下，一种名为ElastiDry的超液体驱避剂可能很快就会在一个幸运的时刻进入市场。

PNNL材料科学家Curtis Larimer和他的同事在开发申请的公式和过程之前花了两年的研究，测试和重试潜在的涂料。正如他们计划的那样，无毒的产品脱液。但对于研究人员的惊喜，它做了一些完全出乎意料的事情：即使拉伸，它也保留了其水脱落的性质。现在，ElastiDry，准备上市。

手术手套是主要用途的主要用途和同事对其超疏水的（“水恐惧”）材料。实验室中显示的液体脱落性能可以防止护士，医生和其他人的保健环境感染。用弹性体的手术手套可以提供额外的保护，以便保健专业人员在守卫对抗高度传染性病毒时追求。

全球每年大约使用270亿只一次性手套，主要用于医院和医疗机构、食品制备和化学品处理服务行业，以及实验室研究领域。这些手套大多数只使用一次，并且在处理前只使用很短的时间。

Larimer说:“没有比乳胶手套更好、更有价值的感染控制设备了。”“医务人员用双手与世界、患者和一切进行互动。它们会携带病毒和细菌并用手移动它们。手套，尤其是改造成容易掉液的手套，会扰乱这种运输方式。”

用于超疏水涂层的额外潜在用途

在ElastiDry的开发过程中，Larimer和他的同事发现了其他潜在的应用。ElastiDry适用于:

• 特卫强套装和头套，以及橡胶靴子或围裙。
• 医疗设施中的医疗设备、墙壁或床上用品。
• 接触食品制备和服务行业的表面。
• 移液器，烧杯，或管转移生物材料和危险化学品在工业和科学研究设置。

ElastiDry的发展源于另一场医疗危机

2014年10月，埃博拉病毒是西非的蹂躏部分，并在美国报告了少数案件。PNNL官员称紧急会议，探索研究人员，以应对常见的疾病。Larimer是谁加入了实验室的博士后研究员，一直与同事合作开发湿滑的涂料。

在那次会议之后，他设想了一款超光滑的外科手套，由他的妻子Francisca Larimer部分受到启发。

在成为全职妈妈之前，弗朗西斯卡是一名注册护士，照顾这对夫妇的两个孩子。她一直在密切关注埃博拉病毒的新闻，担心它对病人的致命性，以及它对前线医护人员的潜在危害。

“我告诉他这是个好主意，”她回忆说。“我真的可以看到潜在的好处。我跟他说"你得做到"

在PNNL技术部署和推广办公室的种子资金支持下，Larimer于2014年底启动了该项目。

读莲花叶子的线索

自然界中驱水的例子影响了Larimer，比如纳米布沙漠甲虫的背部，Gerridae水黾的腿，最重要的是，荷叶的纳米级结构。拉里默对莲叶上的水滴形成的方式很感兴趣，他在当地的一家园艺商店购买了一株莲叶，以协助实验室测试。

他的滴水理论建立在先前的驱避理论之上。1805年，托马斯·杨探索了液体和平面之间的关系;1936年，托马斯·温泽尔提出了一个方程来说明液体和粗糙物之间的关系，平坦的表面;并于1944年，研究人员A.B.D.Cassie和S. Baxter专注于粗糙的表面上的液体行为，并且有气隙。

Larimer有兴趣创造Wenzel和Cassie-Baxter公式的混合动力车，以产生即使在拉伸时也保留其超疏水性质的材料。

正确的组合

为了创造这种新材料，Larimer实验了含有疏水性二氧化硅的混合物，这是一种从沙子中提取的微观颗粒，是各种产品的常见成分，包括油漆、塑料和涂料。

“我们在一年的时间里测试了几十种不同的颗粒，”Larimer说。“我们测试了颗粒大小，微观链长，表面化学——所有这些东西。”

然而，硅抗与水基乳胶乳液混合。相反，研究人员将二氧化硅用高速喷雾器干燥乳胶。他们戴着自己在实验室里制作的乳胶手套进行练习——这个过程是他们通过观看YouTube上的“如何做”视频得出的。

拉里默说:“当乳胶手套从一个大桶里出来的时候，它就变成了一层薄膜。”“但它仍然是我们可以在上面作画的画布。我们的想法是，就在那个时候，我们介入，用纤维轰击表面，嵌入它们。然后我们让整个手套干透，然后从模具上取下。”

找到硅的最佳点

其中一个耗时的任务是确定待分配的二氧化硅纤维的量和在什么速度下。

“这花了很多时间，”Larimer说。“我们做了很多研究，从使用液体乳胶到使用二氧化硅溶液，我们改变了等待的时间。”

涂上湿表面太早;等待五分钟或更长时间太多了。

Larimer说:“但在取出后的一到两分钟内，就有一个最佳点。”“我们找到了时机。然后我们做了很多研究，我们改变了溶剂中粒子的浓度。”

研究人员惊讶地发现，当材料被拉伸时，超疏水性增加，这是意料之外的，后来发现，增加的排斥性是由于表面结构的变化，因为它被拉伸。

美国专利商标局批准ElastiDry专利的同时，COVID-19开始在美国申请第一批受害者。拉里默自然地想到了这种超疏水物质如何在阻止大流行的影响方面发挥及时作用。

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