美國開發出新型高耐久性疏水涂層材料

WaterOff

2018-03-17 15:18:48

美國密歇根大學工程學院研究人員開發出一種噴涂型可自愈疏水涂層材料，擁有百倍于同類材料的耐用性。

創新涂層材料重要應用于外觀防水，廣泛適用于交通工具、服裝、屋頂及其他暴露環境應用場景。可降低船殼阻力，從而削減大型船舶的燃料消費。

研究人員稱，該領域數十年的研究都沒有生產出一種耐久型涂層材料，目前成熟可用的疏水材料，耐久性都不足以知足服裝和船殼應用要求，此次開發出的混合物則是一個突破，改變了這一實際。

創新涂層由“氟化聚氨酯彈性體”材料與被稱為“F-POSS”的特別疏水分子混合組成。施工簡單，可噴涂到幾乎任何外觀，類似橡膠的質感使其比以往的材料更有彈性。

研究人員發表論文稱，涂層擁稀有百次損傷后自愈能力。甚至可在被磨損、刮擦、燒烤、離子清洗、平整、超聲處理和化學腐蝕后恢復性能。除物理恢復外，涂層還可化學自愈。假如疏水F-POSS分子被從外觀刮掉，新的分子將天然地遷移到損傷處以替換他們。這也是涂層能數百次自我更新的重要緣故原由，其自愈能力僅受涂層厚度的限定。

研究人員稱，研究團隊采用了完全不同于以往研究的工藝。例如，多數疏水涂層由兩種重要成分組成，一種提供疏水能力的活躍分子和一種粘合劑。通常情況下，研究人員會認為使用耐久性更好的成分可使涂層耐久性更好。但密歇根大學的研究團隊發現情況并非如此。

研究團隊發現比耐久性更緊張的是一種被稱為“局部互溶”的特征。或兩種化學物質局部相互混合的能力。研究團隊發現的另一個關鍵要素是疏水外觀的穩固性。

多數的疏水涂層之所以有用，在于其特別幾何外形的外觀，通常是微觀支柱。液滴懸掛在支柱的頂部，在底部產氣憤囊，不給液體可倚賴的地方，從而使其特別很是容易滑落。但這種外觀特別很是脆弱，輕微的磨損甚至是液滴產生的壓力都會使其受損。

研究團隊的研究注解，略微柔軟的外觀可以避免這一題目，雖然看上去并不耐用，但其柔軟的特征使其可在面臨損傷時反彈并恢復。

在密歇根大學技術轉移機構的幫忙下，該涂層材料已由研究人員創辦的HygraTek公司實現商業化。研究人員估計該涂層材料將于2017年末前上市，消耗者可直接購買疏水面料和噴涂件。