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          生活方式 物理

          镜子防雾做得好,定能洗个痛快澡

          Vivian 发表于  2019-04-14 23:27

          熟悉的?#26412;?#36710;水马龙,热闹熙攘,而京都的街道实在安静,以至于我拖动行李箱的声音都像是在扰民。在日本旅行,我发现了很多使生活舒适的小细节。例如,酒店浴室的镜子,在洗完澡的氤氲水气中,竟然完全没有起雾!

          旅行结束回到家,我一头扎进浴室洗澡解乏。当我站在自家浴室镜子前面时,却什么都看不清。奇怪,家里的镜子为何这么不给力呢?

          图:giphy

          镜子防雾,加热就行

          镜子之所以会起雾,是因为洗澡时,空气中有大量高于室内温度的水蒸气。这些水蒸气飘啊飘啊,来到浴室镜子处。此?#26412;得?#28201;度?#20154;?#33976;气温度低,水蒸气好比遇到避暑胜地,迅速冷凝析出小水珠。这些粘附于镜面的小水珠,?#25302;?#19968;个个小透镜,使光线发生折射?#22836;?#23556;,从而降低镜子的清晰度,影响视线。

          但是,日本酒店的镜子在洗完澡时却不会起雾,背后确实?#34892;?#25226;戏——在镜子后面安装加热装置。这使得镜子的温度升高,?#26412;?#23376;温度高过周围水蒸气的凝结点,水蒸气就不会在镜面凝结,镜子也就不会朦朦胧胧了。

          可是,在自己家里那老旧、潮湿的浴室里,给镜子安装加热装置,需要大兴土木,操作得不?#27809;?#21487;能带有安全隐患吧……那除了加热,还有哪些方法可以防止镜子起雾呢?

          事实上,镜子之所以起雾,除了要存在一定的温度差和湿度差,还需要第二个至关重要的条件,那就是镜子本身的性质。即使水蒸气冷凝成了水滴,可要是镜子不愿意留住水滴,那这镜子也起不来雾。

          加热防雾镜是利用了起雾的第一个条件,我们还可以从第二个条件?#32999;鄭?#38459;止镜子起雾。

          改变镜面的“润湿性质”

          镜子表面能否留住、以及如何留住小水滴,要看镜面的“润湿性质”。

          一滴水,在干净的玻璃上,会铺展成水膜;而在荷叶的表面,就会形成一颗可以滚动的小水珠。在不同的固体表面上,水滴为什么会表现出不同的形状呢??

          因为就在液体和固体接触的那一小块地方里,有着液体自身的表面张力,固体的表面张力,空气的表面张力……这些力在固液气三相接触的界面上彼此较量,达到平衡,就决定了液体的形状。

          对于水滴与固体表面之间的夹角,我们?#20852;?strong>接触角。接触角在一定程度上反映了固体表面的“润湿性质?#20445;?#20063;就决定了水珠在其上的状态。

          对于某一固体表面上,当水的接触角趋于0o时,水珠容易铺展成水膜,这种表面的润湿性质就是超亲水(顾名思义,超级亲水);当水的接触角大于150o时,水珠就变成圆滚滚,这种表面的润湿性质就是超疏水(不?#19981;?#27700;,走开走开)。

          水滴形?#20174;?#25509;触角

          对于那些不便使用加热防雾的情况,我们就可以考虑从超亲水、超疏水的角度出发。

          事实上,镜子起雾,恰恰是因为镜子的表面“两不靠?#20445;?#26082;没有亲水到完全变成水膜,也没有厌水到水珠极易滚落。而我们要做的,就是把镜子表面变得更极端一点。

          ?#22771;?#26368;有应用前景的,是用二氧化钛把镜面变成超亲水状态。

          超亲水防雾,超?#25226;?#27700;”也防雾

          纳米级别的二氧化钛(TiO2)具有优异的防雾性能。透明玻璃表面?#21487;?#19968;层TiO2,经紫外光照射后,TiO2会转变为超亲水状态。这就克服了水的表面张力,增加了水和玻璃之间的吸引力,使水滴形成均匀的水膜。均?#20154;?#33180;若有似无,大大减少了光线的漫散射,从而保证镜子的高透明度,也就不容易起雾。

          此外,TiO2还有自清洁的特点。表面的超亲水性使附着在其表面的水?#20013;?#25104;水膜,渗入污垢与二氧化钛之间的界面,使污垢的附着力大幅降低,在受到水流冲力作用时,污垢就能自动从表面剥离下来。

          TiO2涂层在紫外光下(?#20063;啵?#36879;明度大大提高,图:Nature

          可是,一旦光照停止,TiO2神仙镜面会像12点钟声后的灰姑娘一样回到原来的模样吗?在TiO2中加入亲水性的二氧化硅解决了这一问题。超亲水状态下,二氧化硅像一个个吸水小海绵,把亲水的TiO2通过吸附得来的水,紧紧吸住。在停止光照后,TiO2本想变成原来的疏水模样,奈何身旁全是小海绵,小海绵里全是水。这下,即使是黑?#36947;?#20020;,TiO2也照样亲水防雾。

          二氧化钛因其催化性能好,化学性质稳定,无毒,来源丰富且价格低廉而在防雾应用中占有绝对优势。?#22771;埃?#22269;内外都有知名公司致力于二氧化钛防雾的相关研究。

          利用了同样的原理,还可以在镜面上涂覆亲水性的表面活性剂。有一些市售的小分子表面活性剂,亲水高分子防雾剂等,就是从这一角度出发的。还有妈妈告诉我们在镜面上涂肥皂水,也是同样的思路。

          图:giphy

          防雾方法有亲水的,还有疏水的。?#29615;料然?#24819;一下荷叶,水滴在荷叶表面是一个个圆滚滚小水珠,一碰就滚落了,就是因为荷叶是超疏水的表面。

          我们可以在镜面涂覆有机硅烷类或含氟涂料,使镜面产生荷叶效应。水蒸气冷凝析出水珠后,水珠不容易粘在疏水的镜面上,靠自身重力就可以滚落脱离镜面,因此同样可以防雾。

          值得一提的是,超疏水表面的应用范围可是非常广的,除了防雾,还可以防结冰、自清洁、?#36879;?#34432;、以及控制水滴在表面的行为等。比如,国家大剧?#21644;?#22681;就是利用超疏水性?#36866;?#29616;自清洁的。

          浴室镜子、护目镜、潜水镜、车?#38236;?#39118;玻璃等材料,给日常生活带来了极大的便利。防雾技术、防雾材料的研究自然也备受关注。也许有一天,烦人的起雾问题都会得到解决。到时,节能的浴室防雾镜一定会变得非常普遍,洗完痛快澡,可不必再擦镜子了。(编辑:?#38382;?#29495;,Cloud,窗敲雨)

          题图来源:电影La La Land

          热门评论

          • 2019-04-15 15:25 天降龙虾

            先给眼镜用上吧。。。。。

            [13] 评论
          • 2019-04-15 15:51 combok

            洗洁精+水,1:9混合,喷在玻璃上,轻轻擦干,半年内不起雾!亲测汽车玻璃?#34892;В?#21738;里需要这么麻烦

            [7] 评论

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          全?#31185;?#35770;(11)
          • 1楼
            2019-04-15 11:51 逍遥剑逍遥

            哪里能买这种镜子?

            [0] 评论
          • 2楼
            2019-04-15 12:50 吓猴蹲

            没有这些高端技术的话也可以涂肥皂水拿干抹布擦干强行亲水

            [2] 评论
          • 3楼
            2019-04-15 15:25 天降龙虾

            先给眼镜用上吧。。。。。

            [13] 评论
          • 4楼
            2019-04-15 15:51 combok

            洗洁精+水,1:9混合,喷在玻璃上,轻轻擦干,半年内不起雾!亲测汽车玻璃?#34892;В?#21738;里需要这么麻烦

            [7] 评论
          • 5楼
            2019-04-15 20:04 Karlson

            后视镜、前档、侧?#23433;?#29827;、后档,都需要啊

            赶快研究出来,赶快应用起来吧。下雨天开车,各种不爽。还要经常换雨刮,太麻烦了,不换吧,刮不干净,甚至还有烦人的刮擦噪音……

            [2] 评论
          • 6楼
            2019-04-15 22:51 秋天不快乐

            这个项目不错,我王多鱼投了!

            [2] 评论
          • 7楼
            2019-04-21 10:55 陈GG

            洗完澡要吹头发的吧 几秒钟的事……

            [1] 评论
          • 8楼
            2019-04-21 21:45 Alice_42814

            卖场看到有卖塑料膜,宣传说是贴上就不起雾,实际上也是在收“智商?#21834;保?

            [2] 评论
          • 9楼
            2019-04-22 09:08 多喝烫水可还行

            擦肥皂水的是我

            [1] 评论
          • 10楼
            2019-04-23 14:27 htam

            ?#29616;?#21521;来对镜子不?#34892;?#36259;,原因不用多说。这一?#25105;?#35273;得有点意思。。。特别是开头那?#24187;妗!!?/p>

            [1] 评论
          • 11楼
            2019-05-19 12:42 ifijoy
            引用@combok 的话:洗洁精+水,1:9混合,喷在玻璃上,轻轻擦干,半年内不起雾!亲测汽车玻璃?#34892;В?#21738;里需要这么麻烦

            对镜子真没啥效果

            [0] 评论

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          Vivian
          Vivian 兴趣广泛的物理化学专?#25377;?#22763;

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