
你還不知道你的手機為什么防水?
隨著智能手機的普及,手機的防水功能成為大家熱衷討論的話題。那么,現(xiàn)在市場上所謂的防水手機是否都真正防水,而最新的防水功能又是如何實現(xiàn)的呢?

在電路板與電子元器件上均勻鍍覆了高分子納米薄膜后,即使長時間浸泡水中,手機仍可正常工作,而這些鍍層的厚度僅為我們頭發(fā)直徑的幾百分之一。這與傳統(tǒng)的手機防水技術(shù),即依靠外殼密封實現(xiàn)防水有著本質(zhì)區(qū)別——傳統(tǒng)的密封防水技術(shù)成本高,只適用于一定壓力,且有效工作時間有限;而納米鍍層技術(shù)通過包裹電子器件表面,從根本上隔絕了水與電路的接觸。
那么,問題來了,究竟什么是功能高分子納米薄膜呢?
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什么是功能性高分子薄膜
功能高分子薄膜,即由高分子材料組成的功能性薄膜,根據(jù)其組成的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及表面官能團分布,可以具有親水、疏水、抗生物吸附、環(huán)境響應(yīng),以及特殊的電學(xué)、光學(xué)等性能,因而在材料表面改性、生物醫(yī)學(xué)、柔性光電子器件等諸多領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用。
我們所采用的手機與紡織品表面所鍍覆的薄膜僅為幾十到幾百納米,肉眼根本無法察覺。而只要涂覆均勻,厚度控制在納米級,薄膜對物品本身的性質(zhì)與功能,如紡織品的手感與顏色、手機的通話與上網(wǎng)等均不會產(chǎn)生影響。當(dāng)我們鍍覆的薄膜為疏水材料時,鍍層可以有效阻隔水與物品表面的接觸,從而達到防水效果。此外,當(dāng)鍍覆的薄膜材料表面能較低,且表面具有微納結(jié)構(gòu)時,還可以使其體現(xiàn)如荷葉般的超疏水效果。
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如何在物體表面均勻涂覆納米高分子鍍層
傳統(tǒng)的液相高分子薄膜制備方法(如噴涂、浸涂、旋涂等)較難控制薄膜厚度,在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面難以形成均勻薄膜。涂覆薄膜過程中往往需要使用有機溶劑,因此不適用于對有機溶劑敏感的基底(如塑料等)。同時,由于高分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分子量大、高溫下易分解,因此無法使用傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積等薄膜制備方法。使用等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)可以制備高分子薄膜,但薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)無法精確控制且所需官能團不易保存。
引發(fā)式化學(xué)氣相沉積(iCVD)方法是一種綠色新型的功能高分子薄膜制備方法。結(jié)合傳統(tǒng)的液相自由基聚合反應(yīng)與化學(xué)氣相沉積技術(shù),iCVD方法將聚合所需的引發(fā)劑和功能單體氣化引入腔體,在較低加熱溫度下誘導(dǎo)引發(fā)劑裂解,使單體聚合成高分子薄膜沉積于基底上。沉積過程中基底溫度控制在室溫范圍,因此不會傷害其性能。與傳統(tǒng)液相制備過程相比,iCVD法制得薄膜致密均勻、厚度可控,且適用于任何材質(zhì)的基底;與PECVD等高能氣相法相比,其條件溫和、過程可控,且可完美保留所需官能團。

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引發(fā)式化學(xué)氣相沉積的應(yīng)用前景
由于引發(fā)式化學(xué)氣相沉積結(jié)合了液相自由基聚合與化學(xué)氣相沉積的特點,應(yīng)用前景十分廣闊。不同高分子材料具備的豐富官能團可以賦予多種功能特性。引發(fā)式化學(xué)氣相沉積可通過選擇帶有特定官能團的單體,制備各種不同功能的高分子納米薄膜。
帶低表面能官能團的薄膜,可使衣服、鞋子、戶外裝備具備防水防污功能,電子產(chǎn)品具備防水功能,玻璃、太陽能板等具備防霧、防覆冰功能;帶親水基團的薄膜,可使植入人體的器官、醫(yī)療設(shè)備具備抗生物吸附性能,提高生物相容性,還可使反滲透膜等水下工作設(shè)備減少生物污染、延長使用壽命;低摩擦系數(shù)的高分子薄膜,可使精密機械表面潤滑、降低阻力;絕緣性能良好的高分子薄膜,可用于制備柔性電子設(shè)備的絕緣層、封裝層等。

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