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密歇根大学研究小组开发出新型“超级液体排斥涂料”

来源:涂料市场 时间:2018-04-14 09:20 浏览次数:20372
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摘要:疏水耐脏 经久耐用

  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。

  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。





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