水泼不脏的玻璃是如何工作的

　　我们可以看到有些车主的玻璃被雨水泼了以后呈现出这样的情景，为啥它能达到如此功效呢？看完这篇文章，你们就会知道其中的原因了。其实，所有的汽车，通过玻璃镀膜都可以实现这样功效。
　　玻璃镀膜是在挡风玻璃外侧涂抹一种镀膜剂，使玻璃具有很强的疏水效果，雨水很难停留在玻璃表面，从而达到雨天不用开雨刷的神奇效果。
　　玻璃镀膜最早的应用是在波音飞机的挡风玻璃上，当时全新开发的玻璃镀膜剂替代了之前污染严重的除雨系统。目前，飞机上的挡风玻璃早已标配了镀膜玻璃，小编此前去日本旅游，所乘坐的大巴也标配了镀膜玻璃。此外，在国内销售的一些豪华车型也标配了镀膜玻璃。相比于普通玻璃，镀膜玻璃在雨天行驶的时候能提供更佳的视线，大大提升安全性。
　　原车没有配备镀膜玻璃的车辆，可以通过简单的施工让玻璃获得疏水效果，根据产品性能及施工工艺的不同，镀膜的效果可以保持3-12个月。（雨刷的性能与使用频率对玻璃镀膜的寿命影响很大）
　　玻璃疏水是什么原理？
　　疏水性其实不局限于玻璃，大部分材料表面都可以通过处理来获得疏水性。
　　我们先来看荷叶，表面有超强的疏水性，自从电子显微镜这神器被科学家搬回实验室后，他们发现了荷叶疏水的秘密。
　　（荷叶表面的微观结构，500倍的电子显微镜拍摄）
　　可以看到荷叶表面布满了微小的乳突，每个直径大概是20微米。(头发丝的直径一般在50-80微米)在每一个乳突上，布满了直径1微米以下的更小的乳突。
　　同时，荷叶表面会分泌一种蜡质。
　　结论表明：表面微纳级粗糙结构以及表面的蜡质赋予了荷叶超强的疏水性。
　　那为什么微纳级粗糙结构和蜡质会让荷叶具有疏水性呢？原理上是材料的表面能的大小决定了材料的疏水性能。
　　我们以微观的角度来解释一下，分子与分子之间总是存在着相互作用力，在水滴内部，分子之间的受力情况是很稳定的。而在水滴边界的分子收到相邻界面分子的作用力就不稳定了。水滴在空气中，相邻界面就是空气分子，空气分子对水分子的吸引力就显得小很多，处于边界的水分子受到内部的吸引力，就会自发性地向内部聚拢，所以在空气中自由状态下的水滴是呈球形的。
　　而遇到玻璃分子的时候，由于玻璃分子的吸引力比较大，水滴就会自发性地在玻璃上蔓延开来。
　　我们只要知道在固体液体界面之间，表面能的大小直接影响疏水性。水的表面能大约在72，玻璃的表面能在250左右，水的表面能低于玻璃，水就会在玻璃上蔓延开来。水银的表面能大约在480，滴在表面上会呈球形。
　　现在我们把目光放在荷叶表面的粗糙结构上面。
　　图片左侧是荷叶表面的电子显微镜图像，右侧是示意图。
　　水滴在荷叶上时，由于这些微小乳突的存在，会有很多空气存在乳突的缝隙中，水与荷叶的实际接触面积就变得特别小，更多的表面是与空气接触的，荷叶与水接触的界面其实是乳突+空气的混合表面。
　　荷叶表面原本就存在着表面能很低的蜡质，同时荷叶特殊的乳突结构使得荷叶与水的实际接触面变得很小（等同于降低表面能），这两个特点结合在一起，造就了荷叶超强的疏水性。
　　追根究底，表面能的大小决定了材料疏水能力，乳突结构，蜡质物质都是降低表面能而存在的。
　　要让玻璃获得疏水性，可以模仿荷叶表面，让玻璃拥有与荷叶相仿的结构，降低玻璃的表面能。
　　下面我们来看看如何给玻璃镀膜，让玻璃获得疏水性。
　　首先需要彻底清洁玻璃，挡风玻璃上会存在很难去除的油膜，必须使用抛光的手法才能去除。小编亲身试验，手动DIY的效果等同于去健身房训练半小时。
　　接着使用脱脂剂处理，去除抛光残留下来的油脂等杂质，使玻璃表面尽可能没有任何其他物质。（在试验室内，玻璃需要先用丙酮擦拭干净，在铬酸洗液中浸泡48小时，取出后先后用自来水，蒸馏水各清洗5次，在150℃干净烘箱中烘烤30分钟，自然冷却到室温。）我们虽然无法提供试验室那么完美的条件，但是专门为玻璃镀膜而研发的脱脂剂的效果已经足够好了。
　　接着均匀涂抹镀膜剂，让其在玻璃表面生成一层微纳级的膜层，拥有与荷叶类似的粗糙结构。镀膜材料一般是由烷类物质构成，本身的表面能也远低于水。拥有与荷叶类似的仿生学结构的镀膜层拥有很强的疏水性。
　　玻璃镀膜有两大好处，第一是在雨量达到中雨及以上，车速在60km/h以上时，水珠会被风吹走，可以减少雨刷的使用频率甚至可以不开雨刷。
　　另外一个优点是能极大地提升雨天行车视线，在玻璃镀膜前，水落到玻璃上会蔓延开来，在玻璃上形成大面积不平整的水膜，影响视线。玻璃镀膜后，水滴在玻璃上呈球形，不会形成大面积的水膜，更多的光线能无损通过。
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