美国开发出新型高耐久性疏水涂层材料



美国开发出新型高耐久性疏水涂层材料

美国密歇根大学工程学院研究人员开发出一种喷涂型可自愈疏水涂层材料，拥有百倍于同类材料的耐用性。

研究人员称，该领域数十年的研究都没有生产出一种耐久型涂层材料，目前成熟可用的疏水材料，耐久性都不足以满足服装和船壳应用要求，此次开发出的混合物则是一个突破，改变了这一现实。

创新涂层由一种被称为“氟化聚氨酯弹性体”的材料与被称为“F-POSS”的特殊疏水分子混合组成。施工简单，可喷涂到几乎任何表面，类似橡胶的质感使其比以往的材料更有弹性。

研究人员发表论文称，涂层拥有数百次损伤后自愈能力。甚至可在被磨损、刮擦、烧烤、离子清洗、平整、超声处理和化学腐蚀后恢复性能。除物理恢复外，涂层还可化学自愈。如果疏水F-POSS分子被从表面刮掉，新的分子将自然地迁移到损伤处以替代他们。这也是涂层能数百次自我更新的主要原因，其自愈能力仅受涂层厚度的限制。

研究人员称，研究团队采用了完全不同于以往研究的工艺。例如，多数疏水涂层由两种主要成分组成，一种提供疏水能力的活跃分子和一种粘合剂。通常情况下，研究人员会认为使用耐久性更好的成分可使涂层耐久性更好。但密歇根大学的研究团队发现情况并非如此。

研究团队发现比耐久性更重要的是一种被称为“局部互溶”的特性。或两种化学物质局部相互混合的能力。研究团队发现的另一个关键要素是疏水表面的稳定性。

多数的疏水涂层之所以有效，在于其特殊几何形状的表面，通常是微观支柱。液滴悬挂在支柱的顶部，在底部产生气囊，不给液体可依附的地方，从而使其非常容易滑落。但这种表面非常脆弱，轻微的磨损甚至是液滴产生的压力都会使其受损。

研究团队的研究表明，略微柔软的表面可以避免这一问题，虽然看上去并不耐用，但其柔软的特性使其可在面临损伤时反弹并恢复。

在密歇根大学技术转移机构的协助下，该涂层材料已由研究人员创办的HygraTek公司实现商业化。研究人员估计该涂层材料将于2017年末上市，消费者可直接购买疏水面料和喷涂件。

(叶春波 供稿)