全液体防垢涂层可以防止灰尘

材料欧洲杯足球竞彩科学研究员欧洲杯线上买球密歇根大学设计了一种光滑、耐用、透明的涂层,能迅速去除油、水、酒精和花生酱。这确实可能是迈向防尘相机镜头、手机屏幕、台面和许多其他日常用品的一步。

马修·博班(Mathew Boban),材料科学与工程研究生研究助理,将十六烷油倒在带有超疏水性涂层的欧洲杯足球竞彩玻片上。欧洲杯线上买球这种以石油为基础的高粘性润滑剂很容易从滑块上滑下来,开辟了自清洁窗户、喷墨打印机和微流体设备等应用领域。(图片来源:Robert Coelius,密歇根工程公司)

在材料科学术语中,这种新型涂层被称为“全能恐惧症”欧洲杯足球竞彩,它能欧洲杯线上买球排斥所有已知的液体。这是U-M材料科学与工程副教授Anish Tuteja实验室最新的一系列创新涂层。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球该团队之前的努力生产了防水和防冰的耐用涂层,以及更精细的全恐涂层。最新的全恐涂层是第一个清晰耐用的,可以轻易地应用于几乎任何表面。涂层的细节可以在ACS应用材料与界面杂志发表的一篇论文中找到。欧洲杯足球竞彩

Tuteja认为,这种新型涂层可以防止家庭和工业领域的表面变得肮脏。例如,它可以在桌子、地板、电脑显示器和墙壁上工作。

我家里有一个两岁的孩子,所以对我来说,这个项目不仅仅是科学。欧洲杯线上买球我们对它能让家庭和日托所变得更清洁感到兴奋,我们也在研究各种可能的工业应用。

西班牙Tuteja

他解释说,新的涂层是该团队系统方法的最新成果,打破了传统材料科学的“混合-观察”方法。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球通过绘制出一个巨大的物质库的基本属性,他们能够从数学上预测任意两种物质混合后的反应。这使得他们能够制造出几乎无限种具有非常精确定制性能的组合。

在过去,研究人员可能会将一种非常持久的物质和一种非常排斥的物质混合在一起,”Tuteja说。“但这并不一定会产生一种持久的、防排斥的涂层。”

他们发现,比排斥性或持久性更重要的是一种被称为“部分混溶性”的特性,即两种物质以正确方式混合在一起的能力。混合良好的化学物质会使产品更加坚固,即使它们单独使用时不那么耐用。

调整这种特殊涂层的混溶性是一个不寻常的挑战。为了创造一种光学上足够透明和光滑的多功能涂层,以抵御酒精和油脂,该团队必须确定一种驱避成分和一种具有精确的可混溶性的粘合剂,以及能够粘在广泛的基材上的能力。他们还想要一种在加工和干燥过程中保持光滑的涂层。

你可以用粗糙的表面排斥水,在水和表面之间产生微小的空气袋,但这些表面并不总是排斥油或醇,因为它们的表面张力较低。我们需要一个非常光滑的表面,尽可能少地与各种液体相互作用,我们还需要原料能够很好地混合在一起,因为原料之间太多的相分离会散射光。

西班牙Tuteja

最终,研究小组发现一种含氟聚氨酯和一种被称为F-POSS的特殊液体排斥分子的混合物可以完成这项任务。他们的配方形成了一种混合物,可以喷洒、浸渍、刷刷或旋涂到各种各样的表面上,并在那里牢固地结合在一起。虽然表面可能被尖锐的物体划伤,但在日常使用中经久耐用。此外,它的高度精确的相分离水平使它在光学上清晰。

拒水剂和粘合剂可以很好地混合在一起,形成一层透明的涂层,但它们之间的相分离非常小。”材料科学与工程研究生研究员、论文作者马修·欧洲杯足球竞彩博班说。欧洲杯线上买球这种分离允许F-POSS漂浮到表面,并创造一个很好的防护层。”

Tuteja确信,当这种涂料进入大众市场时,它将是经济的。氟化聚氨酯是一种低成本的常见成分。尽管F-POSS目前很少见,价格也很昂贵,但制造商正在将其扩大到量产的过程中,这将大大降低其成本。

该研究小组还在进行额外的研究,以确保该涂层在日托中心等场所的使用是无害的。Tuteja估计,这种涂料可能在未来两年内实现商业化,他相信,儿童防护涂料只是个开始。

这种涂料还可以用于发电、制冷和炼油——所有依赖液体冷凝的行业。这种新型涂层可以使设备更快地清除化学物质和冷凝水,将效率提2020欧洲杯下注官网高20%。这将极大地改革这些行业,这些行业是世界上产量最大、能源最密集的行业之一。

论文题目为《光滑、全固体、低迟滞、全恐表面》,研究得到了空军科研办公室、海军研究办公室和国家科学基金会的资助。欧洲杯线上买球密歇根大学和美国空军已经一起提交了与该技术相关的专利申请。

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