來源:中國草莓污视频樹脂網 2022-05-23 10:27:46
發表在《應用表麵科學》雜(zá)誌上的一項新研究證明了在聚(jù)碳酸酯基材上有效製造抗指紋室溫塗層。來自新加坡南洋理工大學的科學家們(men)對這項研究做出了貢獻。
研究背景光學材料,如屏幕、鏡片和防護罩,需要表麵清潔和(hé)高光學透射率才能正常運作。這些關鍵的特性,以及在許多情況下,產品的美感會受到(dào)表麵汙染的負麵影響,如在使用或處理過程中的指紋、灰塵顆粒和皮膚油(yóu)的殘留(liú)物。
因此,設計能夠抵禦表麵汙染的(de)塗層是一項關鍵但極具挑戰性的(de)工作。超疏水性材料的發展為設計能抵禦這些問題的表麵提供了巨大的好處。
這(zhè)些材料具(jù)有卓越的抗水汽性能,幫助它們對抗可能存在於光(guāng)學設備表麵並限製其功能的油和水。
這些材料增強了表麵的抗(kàng)指紋和自清潔應用。近幾十年來,人們(men)開發了(le)許多策略來製造超(chāo)疏水結構(gòu),有許多天然的(de)類(lèi)似物存在,如荷葉和翅膀。
由於油擁有比水更(gèng)低的表麵張力,開發超(chāo)疏水性材料(liào)是一項具有挑戰性的工作。到目(mù)前為(wéi)止,要實現具有驅油能力的表麵是很困難的。
近年來,研究人(rén)員已經開發了一(yī)些關鍵標準,包括表麵粗糙度(dù)和低表麵能。然而,製造(zào)同時滿足(zú)驅油和透明要求的(de)材料和塗層是具有(yǒu)挑戰性的,因為它們可能會發生衝突。在超疏水塗層中保持高透光率的困難阻礙(ài)了其商業發展。
近年來已經開發了製造方法,使(shǐ)用化(huà)學蝕刻來增加基材的表麵粗糙度,並沉積低表麵能量的有機塗層。其他(tā)探索的方法包括噴霧(wù)塗層和浸漬塗層,以提供(gòng)一個簡化的單(dān)步製(zhì)造過程(chéng)。
聚合(hé)物鏡片和光學設備由於其抗衝(chōng)擊性、輕質性和塑形潛力,近年(nián)來受到關注, 也逐漸使其有必(bì)要(yào)具有抗指紋和自清潔能力。然(rán)而(ér),由於聚合物的惰性化學特性和低熔點,用透明的(de)兩棲材料塗覆這些基材的研(yán)究是有限的,而且目(mù)前的一些(xiē)製造方(fāng)法也(yě)不適合這一目的。
該研(yán)究發表(biǎo)在《應用表麵科(kē)學》上,展(zhǎn)示了一種簡單有效的製(zhì)造方法,用於在聚碳酸(suān)酯基(jī)材上塗覆疏水性塗層,以改善其疏(shū)油性和超疏水性,同時保持高透明度(dù)和光學性能。作為一種室溫(wēn)方法,使用該工藝可以對聚合物(wù)材料進行改性。
該塗層是由納米多孔二氧化矽顆粒的薄膜組成。這(zhè)層薄膜使用脈衝激光沉積技術牢固地粘在聚碳酸酯基材上,這是一種物(wù)理氣(qì)相沉積技術,使用高功率的脈(mò)衝激光束在真空室內聚焦生產(chǎn)而成。
利用這種簡單而(ér)有效的製造工藝,作者製造(zào)了一種具有卓越的抗指(zhǐ)紋和抗反射性能的塗層。利用一種氟碳化合物使表麵具有出色(sè)的自清潔能(néng)力。
該塗層顯(xiǎn)示出良好的(de)機械性能,非常穩定,並表現出對聚碳酸酯基材的強大附著力。這(zhè)要歸功於沉積前的等離子處理過程。
美國軍事標準被用來評估所製備的塗(tú)層的耐(nài)磨性和附著力。在塗(tú)層上貼上膠帶,由於塗層(céng)的超疏水性質,它對樣品表麵(miàn)的附著力非常弱或沒有附著力。此外,還進行(háng)了橫(héng)紋測試,以評估塗層質(zhì)量和基(jī)材附著力(lì)。測試中沒有觀察到崩裂或分層,顯示出卓越的(de)塗層(céng)附著力和質量。
用粗棉(mián)布墊在樣品表麵摩擦,以進一步評估塗層的(de)耐久性。這引起了表麵形態的變化,表麵粗糙度(dù)和表麵潤濕性受到(dào)影響。平均透光率略有(yǒu)下降,但仍高於原始的聚碳酸酯。這也導致了接觸角度下降(jiàng),但塗層的抗指紋特性在很大程(chéng)度上得到了保留。
總結
這項研究證明了脈衝激光沉積法適合在聚碳酸酯基材上沉積超疏水塗層,以增強材料對表麵汙染的抵抗力,並為(wéi)光學設備賦予自清(qīng)潔特性。
這個研究領域(yù)是一個相對較新的領域,這項研究(jiū)為未來的研究人員提供(gòng)了一個指(zhǐ)導,即表麵(miàn)結構如何增強聚碳(tàn)酸酯(zhǐ)光學鏡片和設備的抗(kàng)指紋性能。此外,它證明了所製(zhì)備的塗層保持了高水平的光學透射率和透明度,這對商(shāng)業應用是至關重要的。
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