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                      美密歇根大學成功研發出一種超級疏水疏油的新涂料
                      編輯:尚蒙科技無錫有限公司   時間:2018-04-25


                        密歇根大學的一位材料科學研究人員展示了一種光滑、耐用且透明的涂料,可迅速將水、油、酒精甚至花生醬分離開,這可讓手機屏幕、臺面、相機鏡頭以及其他眾多日用品表面耐污漬。

                        這種超疏水涂料在材料科學術語中稱為“超雙疏液(疏水疏油,omniphobic)”,它幾乎可以排斥所有已知液體。這是密歇根大學材料科學與工程系副教授Anish Tuteja所在實驗室在研究涂層過程中,所得到的一系列最新的突破性成果。該團隊早期努力制造出能夠排斥冰和水的耐久涂層,以及更脆弱的超疏液涂料。這種新型的超疏液涂料是第一個既經久耐用又潔凈的涂料。這種涂層幾乎應用于任何表面,研究發表在《美國化學會應用材料與界面》雜志上。


                      Tuteja設想這種新型涂料可以防止物體表面變臟,無論是在家庭還是在工業場所。例如,它可以應用于電腦顯示器、桌子、地板和房屋墻壁。

                        “我在家有一個兩歲的孩子,對我來說,這個特別的項目不僅僅是科學,”Tuteja說。 “我們很高興能夠做到這一點,使家庭和托兒所更為干凈,我們也在研究各種可能應用的行業?!?/p>

                        他說新涂料是該團隊系統方法的最新成果,它打破了傳統材料科學的“混合并觀察”方法。通過繪制大量物質庫的基本屬性,團隊可以從數學上預測任何兩種物質在組合時的行為。這使他們可以調制幾乎無窮盡的組合,并具有專門定制的屬性。

                        “過去,研究人員可能采取了極為耐用的物質和極其防水的物質,并將它們混合在一起,”Tuteja說?!暗@并不一定能產生耐用的防水涂層?!?/p>

                        他們發現,比耐久性或抗斥性更為重要的是一種被稱為“部分混溶”的特性,或者兩種物質以完全正確的方式混合在一起的能力。即使單獨使用耐久性較差的化學品,混合在一起的產品也會更耐用。


                      調整這種特殊涂料的混溶性是一個特殊的挑戰。為了制造出一種用途廣泛的涂料,它可以很好地清除油脂和酒精,團隊需要找到驅除劑成分和粘合劑,并具有恰到好處的混溶性和粘附各種基材的能力。他們還需要在加工和干燥過程中,保持涂層光滑。

                       

                      “你可以用粗糙的表面排斥水,因為它在水和表面之間產生微小的氣眼,但由于表面張力較低,這些表面并不總是排斥油脂或酒精,”Tuteja說?!拔覀冃枰粋€非常光滑的表面,盡可能少地與各種液體之間產生相互作用,而且我們還需要非常好的混合材料,因為原料之間相分離太大會散射光線”。

                       

                      最終,研究小組發現一種混合了氟化聚氨酯和一種稱為F-POSS的特殊驅蟲劑所能起到作用。他們的配方形成了一種混合物,可將其噴涂、刷涂、浸漬或旋涂到各種表面上,并將其緊密地結合在一起。 雖然表面可被鋒利的物體劃傷,但它在日常使用中非常經久耐用。 此外,其極精確的相分離水平使其光學清晰。

                       

                      材料科學與工程專業的研究生、論文的作者Mathew Boban表示:“這種驅蟲劑和粘合劑混合在一起足以形成透明涂層,但它們之間的相分離非常少。這種分離使F-POSS能夠浮到表面并形成一個很好的排斥層?!?/span>

                             Tuteja認為,在進入大眾市場時,這種涂層價格將會很便宜。氟聚氨酯已是一種廉價的普通原料,雖然現在F-POSS非常罕見且昂貴,但制造商們正擴大其量產規模,這將大大降低成本。

                       

                      研究小組還在進行進一步研究,以確保涂料在日托中心等場所無毒使用。Tuteja估計,涂料可能在未來兩年內就能進入市場,他認為保護兒童的涂料只是一個開始。

                       

                      該涂料還可用于制冷、發電和煉油—所有依賴于液體冷凝的行業。新涂層可使設備更快速地分解冷凝水和化學品,效率提高20%。對于這些世界上產量最高、能耗最高的行業來說,這是游戲規則改變者。

                       

                      原文來自materialstoday網站,原文題目:New coating repels everything from water to peanut butter,本文由材料科技在線整理報道。

                      文章原文:

                      Smooth, All-Solid, Low-Hysteresis, Omniphobic Surfaces with Enhanced Mechanical Durability


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