可防塵的全液體防水塗層，非一般的防水

密歇根大學的材料科學研究人員設計了一種光滑、耐用的透明塗層，可快速去除油、水、酒精以及花生醬。這確實可能是朝著防塵鏡頭、手機屏幕、工作檯面以及眾多其他日常用品邁出的一步。

研究生研究助理，材料科學和工程專業的Mathew Boban將十六烷油倒在載玻片上，並加入超疏液塗層。基於石油的高粘度潤滑劑很容易從載玻片上滑落，因此可應用於自潔窗戶、噴墨印表機和微流體裝置等領域。圖片來源：Robert Coelius，美國密歇根州立大學

這種新塗層在材料科學術語中被稱為「超疏液」，它幾乎排斥所有已知的液體。這是美國密歇根大學材料科學與工程學院副教授Anish Tuteja實驗室的一系列創新塗料中的最新成果。該團隊曾經製備出了耐水和耐冰塗層，以及更加細膩的超疏液塗層。最新的超疏液塗層是首個清晰耐用的塗層，它幾乎可以輕鬆應用於任何錶面。有關塗層的詳細信息可在ACS（Applied Materials & Interfaces）出版的論文中找到

Tuteja認為，新塗層可以防止桌面變髒。例如，它可以在桌子、地板、電腦顯示器和牆壁上起到保護作用。

Anish Tuteja說：「我家裡有個2歲的孩子，所以對我來說，這個項目不僅僅是科學。我們也很高興能夠做些什麼來使家庭和日常生活更乾淨，我們也在研究這種塗層在工業上各種可能的應用。」

他還解釋說，新塗層是團隊系統性方法的最新成果，該方法打破了傳統材料科學「混搭」的方法。通過繪製大量物質的基本屬性，他們能夠在數學上預測任意兩種物質混合後的反應。這使他們能夠製造出幾乎無限種類的組合，並且具有非常精確的特性。 「過去，研究人員可能採取了非常耐用和防水的物質，並將它們混合在一起。但這並不一定能產生耐用的防水塗層。」

他們發現，比防水或耐久性更重要的是一種被稱為「部分混溶性」的性質，即兩種物質以恰當的方式混合在一起的能力。化學品混合在一起後會產生更堅固的產品，即使它們各自的耐用較弱。

調整這種特定塗層的混溶性是一個不尋常的挑戰。為了創造一種光學透明、光滑並且可以排斥酒精和油脂的多功能塗層，團隊必須確定防水劑成分和具有適當混溶性的粘合劑，這種粘合劑還要能夠粘附各種基材。他們還希望製得的塗層在加工和乾燥過程中保持光滑。

Anish Tuteja說：「你可以用粗糙的表面來防水，在水和表面之間產生微小的空氣，但由於粗糙表面張力較低，這些表面並不總是排斥油或酒精。因此我們需要一個非常光滑的表面，儘可能少地與各種液體相互作用，而且我們還需要混合優良的成分，因為太多成分之間的相分離會使光發生散射。」

最終，研究團隊發現一種由氟化聚氨酯和稱為F-POSS的防水分子的混合物可以充當粘合劑來與塗層混合。他們的配方形成了一種混合物，可以將其噴塗、浸漬、刷塗或旋塗到各種表面，並牢固地粘合在一起。雖然表面可以被鋒利的物體劃傷，但它在日常使用中是耐用的。此外，其高度精確的相位分離度能使塗層更清晰。

材料科學與工程研究生研究員兼論文作者Mathew Boban說：「 防水劑和粘合劑混合在一起足以形成透明塗層，但它們之間的相位差非常小。這種分離使得F-POSS能夠浮起到表面並形成很好的防水層。」

Tuteja確信，塗層在達到大眾市場時將是經濟實惠的，因為氟化聚氨酯是一種低成本的常見成分。儘管目前F-POSS非常少見且昂貴，但製造商正在將其擴大到大規模生產，這將大大降低塗層成本。

該研究團隊還在進行額外的研究，以確保塗層在日托中心等地方使用時無毒無害。Tuteja估計塗料可能在未來兩年內實現商業化，並且他相信兒童防護塗料只是一個開始。

該塗料還可用於諸如發電、製冷和煉油等所有依賴液體冷凝的行業。新塗層可以使設備更快速地將化學物質和冷凝水分離，從而將效率提高20％。這將大大改革這些世界上規模最大，能耗最高的行業。

該研究論文題為「光滑、全固體、低滯後的超疏液面」，該研究得到美國空軍科學研究辦公室、海軍研究辦公室和國家科學基金會的支持。密歇根大學和美國空軍一起提交了與該技術相關的專利申請。

原文來自azom，原文題目為All-Liquid Repellent Coating Could Grime-Proof Gadgets，由材料科技在線團隊翻譯整理

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