老化的稀土具有防水性

材料牛注：防水材料在我们生活中的应用非常广泛，巴塞尔大学，瑞士纳米科学研究所和保罗谢勒研究所的研究人员研究出了一种利用稀土的老化来提升防水性的材料。这不仅为防水材料的研究开辟了新天地，也大大拓宽了稀土材料的应用领域。

涂覆有稀土氧化物的表面只有在接触空气后才能表现出防水性能。在室温下，化学反应起始于空气中的碳水化合物。在《科学报道》中，巴塞尔大学，瑞士纳米科学研究所和保罗谢勒研究所的研究人员报道说，这些反应是造成疏水效应的原因。

稀土金属存在于稀土矿物中，在当今有广泛的用途。例如：汽车催化的转换器和电池，荧幕和灯具的生产，以及作为磁性共振成像中的造影剂等。其应用领域之广泛，意味着稀土面临着重大的需求，而且这种需求正在不断地增长。美国研究人员在2013年开辟了稀土新的应用领域，稀土氧化物涂层的表面已经具备疏水性。

巴塞尔大学，瑞士纳米科学研究所和保罗谢勒研究所的科学家和Glas Trösch公司合作，更密切地研究疏水性质，疏水性仅在化学反应后才能展现。研究人员在玻璃上覆盖了稀土氧化物，氮化物和氟化物，来分析它们可以被水浸湿的程度。

当涂层刚刚覆盖上去时，他们没有发现任何疏水性。正是在化学反应和气态碳氢化合物在环境中发现之后，使得表面的粗糙度增加进而降低了水的浸湿性。

环境中的气态有机化合物首先被表面吸附，然后和氧化物反应形成碳酸盐和氢氧化物，直到表面被这些化合物完全覆盖。这个过程在室温下就能够发生。

巴塞尔大学物理学院的Ernst Meyer说：“我们对表面老化造成的疏水效应感到惊讶。”从科学的观点来看，这些结论是非常透彻的，因为催化过程也通常在室温下产生，这对于表面物理特性的研究很重要。

然而，测试的材料并不适合于工业生产的疏水玻璃表面，因为玻璃在展现所需的疏水特性之前，需要经历一个复杂的存储过程。

原文链接：Rare-Earths Become Water-Repellent Only as they Age.

文献链接：Surface chemistry of rare-earth oxide surfaces at ambient conditions: reactions with water and hydrocarbons

本文由材料人编辑部丁菲菲提供素材，陈泽群编译，周梦青审核，点我加入材料人编辑部。

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