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創新 | 牢不可破的自修復超疏水涂層

文章出處:廣州聯莊科技有限公司 人氣:-發表時間:2018-01-04

據說,最近發明出一種新型超疏水自修復材料比同類防水涂料的耐久性高出數百倍。

預計2018年初,我們將可以看到一類新的防水產品——具有超長耐久性的疏水涂層。 這得益于密歇根大學研究人員在防水噴涂涂層研究方面的突破,他們聲稱新型超疏水自修復材料比同類防水涂料的耐久性高出數百倍,因為這種涂層即使損壞,也可以一次又一次地自行愈合。

該涂層實際上是一種叫做“氟化聚氨酯彈性體”的材料與另一種叫做“F-POSS”的拒水分子混合而成。這種涂層非常強韌,可以用于一些目前防水處理比較棘手的物體表面,比如汽車、服裝、屋頂,甚至用于船體,減少航行中的水阻力,從而提升海路航運的燃油效率。


自修復超疏水涂層可用于耐高溫外層

材料科學與工程副教授Anish Tuteja說:“過去二三十年來,有數以千計的超疏水表面問世,但還沒人研究出如何系統地設計一種耐用的超疏水表面。我認為這就是我們這項研究成果的意義所在,它將為其他研究人員打開一扇大門,以研制更便宜、甚至耐久性更好的超疏水涂層?!?/span>

除了耐久性和韌性外,研究人員還發現,這種涂層在損壞時可以自行修復數百次。研究人員在最近發表于ACS Applied Materials & Interfaces的論文中寫道:“即使經過磨損、劃破、燃燒、等離子清潔、紫外線輻射、超聲處理和化學腐蝕后,該涂層依然可以通過自修復保持耐水性?!币驗榧词鼓骋粎^域的疏水涂層分子被刮掉,其他分子也會遷移過來填充間隙并且修復疏水表面結構的完整性。

這種新型涂層的防水性能關鍵在于可以調整疏水表面的幾何形狀,傳統的防水涂料大多采用微觀柱狀表面,在水滴的下方形成空氣包,從而讓水滴無法滯留而滾動離開涂層表面,但這種結構非常脆弱。為此,研究人員通過增加涂層表面的柔韌性,使其彎曲后不易破裂,從而保證疏水結構可以使用較長時間。


耐磨儀磨損測試


磨損后的疏水效果對比


將涂層置于火焰下

澳大利亞的一個團隊也試圖通過開發由塑料構成的新涂層來解決疏水涂層的結構脆弱性,還有其他研究團隊通過模仿荷葉表面的結構建立疏水模型,但這兩個研究方向都沒有考慮涂層的自我修復性,因此,他們所研制的涂層還是有別于這種超疏水自修復涂層的。

密歇根大學目前已經開始協助將這項成果推向市場,市場化的噴涂涂層和防水面料有望在年底真正面世。


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