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新型涂料表现出全方位的液体排斥性能
发表于:2018-04-16 09:15:18  |  来源:cnBeta.COM  |  次阅读

大屏智能机时代,人们难免会遇到手机淋雨、被泼洒饮料、以及沾染指纹油污的情况。不过密歇根大学的一个研究小组,已经开发出了一种透明、且经久耐用的超级液体排斥涂料。它可以在任何产品的表面使用。

大屏智能机时代,人们难免会遇到手机淋雨、被泼洒饮料、以及沾染指纹油污的情况。不过密歇根大学的一个研究小组,已经开发出了一种透明、且经久耐用的“超级液体排斥涂料”。根据测试,它可以在任何产品的表面使用,体现了几乎能够排斥任何液体的能力。过去几年,由 Anish Tuteja 带领的这支团队一直在努力开发能够广泛排斥液体的涂料。

 

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密歇根大学材料科学与工程系助理研究生 Mathew Boban,正在一片浸润过新型超级排斥涂料的玻璃板上倾倒十六烷油。(图自:Robert Coelius / Michigan Engineering)

 

早前的研究包括可以自我修复的超疏水材料、橡胶脱冰涂料、以及一种几乎可以排斥任何液体的超级排斥涂层。


       基于这些经验,团队决定开发一种足够清晰透明,适用于触屏、显示面板、以及窗户的新型万能涂层。这需要在三个关键属性上取得平衡,即强度、透明度、以及排斥性。


       不过研究团队发现,这一挑战中最重要的因素,就是如何将选择的成分、以正确的方式混合到一起。Tuteja 表示:你可以用粗糙的表面疏水,但这会在水和表面之间形成中空的气泡。而且这类表面的张力比较低,无法体现出一致的疏油(或醇)特性。我们需要一个非常光滑的表面,尽可能少地与各种液体相互作用。此外我们需要一些良好混合的原料,如果原料之间相位分离太多,就会造成光线的散射。


       值得一提的是,该团队并没有盲目试错,而是借助一套大型化学算法库来预测原料在混合到一起时的行为。最终他们得到了一套理想的‘配料表’,其中包括了氟化聚氨酯、以及一种叫做 F-POSS 的分子,它能够很好地排斥液体。论文合著者 Mathew Boban 表示:将这种驱虫剂和粘合剂混合之后,形成了一种透明的涂料层,但它们之间的相位分离非常小。这使得 F-POSS 可以漂浮在水面,创造出一个优良的排斥层。成品可以喷涂、刷、浸泡、或旋涂在各种类型的表面上,干了之后,就会形成一种持久、透明、与地面紧密相连的涂层。


      尽管含氟聚氨酯相对廉价普遍,但 F-POSS 却很难得到。下一阶段,研究团队将思索如何大规模、低成本地生产这种新型涂料。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的美国化学协会《应用材料与界面》(ACS Applied Materials & Interfaces)期刊上,原标题为《Smooth, All-Solid, Low-Hysteresis, Omniphobic Surfaces with Enhanced Mechanical Durability》。

 

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