不要任何涂层的纯物理不粘锅里程碑物理不粘锅和涂层不粘锅 _小知识

摒弃各种涂层，特别是摒弃含有一类致癌物特氟龙涂层制造不粘锅，一直是全世界做锅人不懈的梦想。但是在光刻不粘锅面世以前，由于受到既往技术、设备和基础物理学、材料学的限制，抛开涂层制造不粘锅这个平凡的普世梦想一直未能实现。
如今，纯物理无涂层不粘锅的空白，已经被奋战了5年的马勇团队填补。2021年12月23日，一口真正意义上的光刻纯物理无涂层不粘锅，在武汉正式完成各项指标测验。
一个世纪以来，科学家和广大的技术人员从没有放弃过制造理想不粘锅的努力，特别是最近十年，不粘锅研发出现了前所未有欣欣向荣百花齐放的局面，也奠定了中国在世界炊具行业扛把子地位。纵观国际国内“锅专家”们努力的方向，大多集中在材料和功能改进阵营。材料改进阵营又以特氟龙涂层、陶瓷涂层、稀有金属涂层为主，做纯物理结构不粘的寥寥无几。
目前市面上应用最多的不粘锅还是基于特氟龙涂层，改进方向不外乎三个方面：
一、在特氟龙涂料中添加物质实现改性，增加涂层硬度和稳定性。
二、在特氟龙涂层基底材料上喷砂喷丸或打孔铆化，增加涂层的附着力。
三、在特氟龙涂层四周添加宫格状花纹，减少使用过程中锅体与锅铲、钢丝球产生摩擦。
另一部分阵营的“锅专家”集中在特种材料应用方面，主要方向也有三个：
一、使用钛合金、黄金、白银等稳定性较好，不易与食材产生高温氧化反应的材料，理论基础是美拉德效应。
二、使用铬铜合金、304铜合金、430铜合金、锌铁合金等增加材料稳定性，附带增加抗菌等功能，理论基础也是美拉德效应。
三、采用304+铝复合层、铝+铝+铁复合层等多层材料，达到均匀蓄热、均匀导热从而尽可能减少食材与锅体氧化反应目的。
其他的阵营属于传统阵营，比如铸铁锅、锻打锅、精铁锅等等。这些传统的锅和不粘锅是搭不着边的，如果你买回家第一次使用有些微不粘效果，可能大抵是厂家为了防止运输和储存过程中生锈烤了植物油。如果这种锅号称不粘锅，我们只能报之以“呵呵呵” 。

阵营分出来了，可是我们的不粘锅到底是什么情形呢？结论是：第二阵营对丰富锅的外观、性能、品种、类目起到了很大的作用，也为我们开拓了研发视野，但是不粘的问题一直解决得不好，甚至谈不上解决。
第一阵营在掌握了“锅界”话语权的过去和当下，一直处于主导市场和舆论的地位。其实在涂层不粘锅舆论场上，关于特氟龙的观点是自相矛盾的。
在公共层面， 2006年03月03日，公共观点表示：符合标准的不粘锅产品可放心使用。观点的结尾提到：在使用不粘锅时，不要在超过250°C的状态下干烧。
在各大品牌官宣的不粘锅使用指南中，也提到了使用不沾锅时不要超过250°C 。这个温度标准，让家庭煮夫和家庭主妇们十分茫然，面对锅内熊熊燃烧的大火，面对锅内香喷喷的煎炸带鱼，我们怎么保证不超过250°C ，全部用水煮？
在被动接受不超过250°C或者权当从未超过这个极限温度的情况下，我们是不是还要反问：涂层不粘锅用了一段时间之后肉眼可见涂层脱落殆尽，脱落的涂层去哪里了？是不是被我们吃了？
在民间，有识之士对于涂层锅的危害还是心知肚明的。在百度百家号，有一个标题为《中国还不禁“不粘锅”吗，网友表示：特氟龙真的不能再用了》的帖子，从2020-03-03发布至今已有过万点击。帖子提到：
电影《黑水》讲述了一个企业律师为了地区水污染问题与化学用品企业巨头-杜邦公司展开长达14年的诉讼，为民众的生命，内心深处的正义召唤，不畏强权，契而不舍的直到今天还在代理那些因杜邦单方撕毁和解协议导致的单独诉讼，力求让每个人每个家庭能得到来自杜邦c8毒素的赔偿。
现在很多人都有一个疑问，为什么现代人比之前更容易患上癌症呢？几年前某一天流行起来一种说法，不粘锅涂层有致癌物质。沉默接受某些真相，同样也会深受其害，就像99%人体内的那些永远无法代谢的PFOA 。也许英雄本身是人类共同体中的一种工作，他们敢于身为异端，作为那1%的少数派，不断追问，不断冒险，为大多数人找出那个更接近现实的“真相” 。
这个帖子不禁让我联想到了前面说到的，脱落后十有八九进了我们肚子里的特氟龙涂层。
无论怎样，锅体与涂层毕竟是两种物质，用在锅上就免不了高温、热胀冷缩、摩擦的频繁考验，多个回合下来，内部分离、涂层老化开裂在所难免。这些锅的生产流程复杂，工艺要求难以控制，成本高企，最尴尬的是每天要面对消费者的质问。
说了这么多，我们该回到正题了：我们到底能不能做出不需要任何涂层，仅仅靠物理结构就能实现不粘效果的锅呢？答案是肯定的，光刻不粘锅就是其中一种。
不粘锅的根本，就是增强锅体内侧表面的超疏水性。超疏水性是一种特殊的润湿性，一般指水滴在固体表面呈球状，接触角大于150度，滚动角小于10度。材料表面能（材料表面分子比内部分子多出的能量）越低，疏水性越好，且当低表面能材料具有微观粗糙结构时，水滴与材料之间会形成一层空气膜，阻碍水对材料表面的润湿，从而形成超疏水状态。
在锅体内表面构造纯物理超疏水表面有两种方法：
1）在锅体内表面构造微米、纳米级的、接近荷叶表面结构的锥状体、柱状体、半球体或随机大小一致或不一致的凸状体；
2）在锅体内表面构造微米、纳米级的V型、C型、U型或随机大小一致或不一致的凹状体。第一种方法的优点是比较容易实现，寿命长，比如同质激光喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂都可以实现，同质喷涂后抗拉力和附着力大于100Mpa ，使用中绝不会脱落。缺点是使用中对锅铲有很大的阻力，锅铲与锅体摩擦的声音听起来也很难受，外观也很不好看。
第二种方法虽然不能无限接近荷叶结构，但是密集的凹形体可以有效减少食材与锅体的接触面积，加上凹形体中空气受热膨胀产生流动形成的斥力双重作用，能很好地实现不粘效果。如果凹形体是大小不一，且构造完毕后做热处理增加硬度到维氏1000以上，不粘效果就能达到超过所有涂层锅的境界，目前在武汉完成实验的成品按国标GB/T 32095 4.2试验规程，可以达到连续煎鸡蛋9个以上，优于标准3倍。
光刻不粘锅就是采用第二种方法制造的。
凹形体在理论上可以通过喷砂、喷丸、化学蚀刻、电弧氧化来实现，但是这几种方法在凹形体深度、分布均匀度上有很大的局限性。深度达不到，凹形体内蕴含的空气量就达不到，就不能借助空气动力实现不粘效果。分布均匀度达不到，就不能针对性地减少食材与锅体的接触面积。无序分布的后果，也会导致锅体出现第一种方法带来的挡锅铲、声音难听、不美观、难清洗的缺陷。图：光刻不粘锅微观结构图
在实验中，研发团队得出结论：单纯的一致大小的凹状体结构确实具有不粘效果，但是想达到特氟龙那样不放油吹口气鸡蛋就能飞起来的效果还有一定的距离，但是采用先小凹形体再大凹形体，抛光表面气熔渣后做热处理就能大大超过特氟龙涂层锅的不粘效果，而且在使用中还具有特氟龙和其他涂层锅无法比拟的优点：
【不要任何涂层的纯物理不粘锅里程碑物理不粘锅和涂层不粘锅】一、不粘效果能达到国标3倍以上，未来的不粘锅国标是不是要改写呢？
二、美观而且不会挡锅铲，更不会出现难听的摩擦声。油烟？那就更不会出现了。
三、使用寿命大大延长，光刻不粘锅的凹形体深度达到0.1-0.3毫米，还做了硬度维氏1000以上的热处理，耐磨性能几近完美，只要锅不烂不粘效果就会一直在。
四、这一点是最重要的：光刻不粘锅不怕高温，只要锅不融化就不会损坏不粘结构。
五、生产成本十分低廉，按200瓦激光器一分钟制造一口锅计算，成本不到5分钱，这也是其他涂层锅无法相比的。

不要任何涂层的纯物理不粘锅里程碑 物理不粘锅和涂层不粘锅

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