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【LindaLin的回答(80票)】: 遇到材料专业老本行而且我能答的题目异常兴奋。 1、什么材料只能通过气体而不能通过液体？ 要想材料只通过气体不通过液体，其思路原理是具有尺寸大于气体分子同时小于最小液滴直径的微孔材料。 目前最常见的一个例子：GORE-TEX膜（PTFE膜）。 GORE-TEX薄膜是美国W.L.Gore & Associates, Inc.（戈尔公司）独家发明和生产的一种轻、薄、坚固和耐用的薄膜，它具有防水、透气和防风功能。GORE-TEX薄膜是一种每平方英吋有90亿个极微小细孔的聚四氟乙烯（PTFE）薄膜，这是GORE-TEX面料防风防水透气性能的关键技术。这些小孔是液态水滴的两万分之一，却是水分子的七百倍大，因此水滴无法穿透它，水蒸气却能排放出去。 这种膜被作为夹层用在户外用的防水透气冲锋衣面料上。 2、什么材料只能通过液体而不能通过气体？ 要想材料只能通过液体而不能通过气体，肯定不能按照上一条中的尺寸排除的物理思路了，只能通过化学方法，并且只能是选择透过某种液体分子的，而不可能“挡住所有气体透过所有液体”。 我个人认为比较容易想到的思路是利用某些具有亲水基团的聚合物膜，其透水性强于透气性（绝对不透气的聚合物应该也是没有的），从而达到“透水不透气”；或利用水是极性、空气是非极性，用极性聚合物的透水性强于透气性来达到目的。 另外实验室常用的一些半透膜、透析膜这类利用渗透压来透过溶液中的水分子和小分子的膜，使用前通过检查“气密性”来判断是否有裂痕或漏洞。应该也能在某种意义上称为“透水不透气”。 一种“透水汽不透其他气体”的材料例子：聚乙烯醇（PVA）薄膜。 PVA的分子链上存在大量羟基（-OH），对水分及氨气具有较强的透过性，但对氧气、氮气、氢气、氦气、氩气及二氧化碳等具有优越的阻隔性，常压环境下对氧气的阻隔率约为常用聚乙烯薄膜的1000倍，聚丙烯膜的300倍。使用PVA薄膜可以完好地保持被包装产品的成分及本身的气味，不仅能很好地保持包装物的香味，而且也可防止包装物受到外界异味的影响。因此常用于水果保鲜（防止袋内湿度过高和凝露）以及某些食品的包装等。 P.S. 我稍微改了一下题目标题：  【知乎用户的回答(2票)】: 只能透气，不能透过液体的，蓝藻等生物里的Gas Vesicle。 想了解的同学可以看这一篇综述，免费下载： http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC372955/ 【timecoins的回答(3票)】: @Linda Lin 已经答得很好了，但是有些问题没有考虑全所以我还是要指出。 能通过气体而不能通过液体的材料，一般就是膜。 水分子大小接近到不到0.1纳米，不能让水通过的GORE-TEX（其实更准确的说是商业名为Teflon的PTFE薄膜)的小孔大小则是70纳米左右。 超滤(ultra-filtration)是一种用来净水的膜过滤方法，膜的小孔大小平均在50纳米左右，如果70纳米的膜液体就无法穿越的话，更小孔径的膜如何让液体通过。 因此能通过气体不能通过液体的材料所需要的性质，不只是小孔大小，更重要的是厌水性(hydrophobicity)，膜材料的厌水性有个很直观很直观的测试方法，就是接触角度，如下图  一般接触角度超过150度的就被认为超厌水（当然低于一定角度就是亲水了），在无压或低压的情况下液态水是无法通过的，而气体可以通过小孔。如果因为压力或厌水涂层掉落导致小孔被液态水堵塞，即使是气态水也是无法通过薄膜的。这就是为什么在暴雨情况下差一点的冲锋衣穿着也会让人有湿掉的感觉，那不是因为真的漏水了，而是膜的表层有水渗入堵塞了小孔以至于人自身排处的汗水无法蒸发，闷的。 提问者要的是 白色的材料只有薄薄软软的一层其实只要平均小孔小于1微米，达到超厌水的薄膜都可以做到，比如  这个是我做的PVDF薄膜，一般含有氟元素的聚合物稍经处理都超厌水，能够符合要求。这个是我做的PVDF薄膜，一般含有氟元素的聚合物稍经处理都超厌水，能够符合要求。 还有一点要提出的是我们所有讨论的前提是液体是水，厌水的膜碰到有机物液体，瞬间就浸润了，如下图：  同样的PVDF膜，虽然焦没对准还是能看出左面的水滴无法浸润，但是右边的甲醇滴完全是另外一种状况。同样的PVDF膜，虽然焦没对准还是能看出左面的水滴无法浸润，但是右边的甲醇滴完全是另外一种状况。 至于只能通过液体而不能通过气体的材料，我开始的理解是液体里总会溶有一点气体的，所以液体要通过的话其中的气体也应该必然能通过。后来研究了下发现也许生物结构材料在纳米级别有独特的功能，比如红细胞的膜能选择性的让某些液体或气体通过而另一些不通过，因此能过滤掉气体仅让液体通过的材料在理论上还是能做出来的。 【知乎用户的回答(1票)】: 人工材料：GORE-TEX，透气防水，在户外装备中很常用。 天然材料：皮，软木…等等 至于透水不透气的还要专业人士回答， 我能举出一个例子，打吊瓶时中间的那个小囊……会把空气去掉……不过这不是材料 【覃劲松的回答(1票)】: 能通过液体的膜必然能通过气体吧。如果要分离液体和气体可以利用连通器的原理。 【知乎用户的回答(0票)】: 第一个问题gore-tex似乎符合，可通过气体（空气、水气），但不能透过液态水。 【崔嵬的回答(0票)】: 白白的软软的是不是PTFE微孔膜？你看看和生料带是不是很像 原文地址:知乎 |
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