納米超疏水材料在防附著、減少阻力方面的應(yīng)用

江雷研究小組通過控制表面形態(tài)及模仿生物表面,成功制備出了超疏水自清潔、滾動各向異性及高黏附性超雙疏水表面,這種雙疏水界面材料會給人們的日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大的便利和高附加產(chǎn)值，將超雙疏界面材料涂在輪船的外殼、燃料儲備箱上,不僅可以達(dá)到防污、防腐的效果，用于輸送石油的管道中,還可以防止石油粘附管道壁,從而減少運(yùn)輸過程中的損耗并防止石油管道堵塞；用于水中運(yùn)輸工具或水下核潛艇表面上,可以減少水的阻力,提高行駛速度；用于半導(dǎo)體傳輸線上,可防止雨天因水滴放電而產(chǎn)生的噪音;用于微量注射器針尖上,可以完全消除昂貴的藥品在針尖上的黏附及由此帶來的對針尖的污染；涂有超雙疏水劑的紡織品和皮革,是一種很好的防水防污材料。 自然界中某些植物葉具有超疏水性質(zhì)和自潔功能，典型的荷葉表面，形成“荷葉自潔效應(yīng)”，“出淤泥而不染”。不銹鋼涂層噴繪

超薄自修復(fù)涂層實(shí)現(xiàn)耐久超疏水性能

2021年9月NatureCommunications雜志刊登了美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校在超薄自修復(fù)超疏水涂層的新的研究成果。這種超疏水涂層厚度小于100nm，具備自修復(fù)功能，可以承受劃痕、撞擊等損傷破壞，可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。

目前已有的超疏水表面大多機(jī)械強(qiáng)度不高或化學(xué)穩(wěn)定性較差，在使用過程中容易導(dǎo)致超疏水性能喪失。針對這一問題，以往的方法是在超疏水涂層中引入耐磨物質(zhì)，并采用含氟化合物進(jìn)行修飾，但這種涂層一般厚度較于10μm），而且在應(yīng)用過程中存在局限性。 納米涂層生產(chǎn)廠家在一場TED演講中，科學(xué)家將一盆水潑向一塊金屬板，水珠像鋼珠一樣滾落，金屬板仍然干爽;

例如榆林20MW太陽能光伏電站為例，如果采用人工水洗，要保證這樣規(guī)模的電站的所有電池板時(shí)刻清潔，至少需要20名清洗工人不間斷工作。費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)錢不說，工人要在墊高的太陽能板上爬上爬下，不僅危險(xiǎn)系數(shù)頗高，而且脆弱的電池板難以長時(shí)間承受人的體重，容易損傷。

那么工業(yè)清洗設(shè)備是否能有效解決這個(gè)問題呢?調(diào)查顯示，按照通常設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，每10MW電站配套工業(yè)清洗系統(tǒng)少需要一次性投資幾百萬元，可謂數(shù)額不菲。而且工業(yè)清洗很難保證清洗得干凈徹底，一旦留下死角，就有可能引起“熱斑效應(yīng)”等嚴(yán)重后果。據(jù)業(yè)內(nèi)**介紹，未被清洗邊角部分電池板會由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，被遮蔽的光伏電池會變成不發(fā)電的負(fù)載電阻，消耗相連電池產(chǎn)生的電力，造成發(fā)熱，這就是“熱斑效應(yīng)”。此過程會加劇電池板老化，減少光電轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)重時(shí)會引起火災(zāi)。

由于納米防水疏水涂層表面張力低，可以防水、防潮、防塵、防油、防化學(xué)品，也可以替代傳統(tǒng)的“三防漆”。它們所含的納米分子非常小，只有百萬分之一毫米，甚至水分子也無法穿透。在對手機(jī)或其他電子設(shè)備進(jìn)行處理時(shí)，會在手機(jī)表面形成納米級的保護(hù)膜，從而達(dá)到防水的目的。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，處理后的手機(jī)在水中浸泡數(shù)小時(shí)以上，手機(jī)功能仍能正常工作。如打電話、錄像、播放音樂等，都可以在水下進(jìn)行，不受任何影響。

另外，由于疏水納米涂層的特性，該產(chǎn)品無毒、無閃點(diǎn)、無氯溴、安全性高。疏水納米涂層可以提高手機(jī)或其他電子產(chǎn)品的防水能力，但不同品牌的疏水納米涂層也會帶來不同的防水等級(例如，有些手機(jī)的防潮指數(shù)較低，或者納米涂層無法覆蓋身體內(nèi)部的成分)。 疏水材料是怎么來的？

超疏水表面是指與水的靜態(tài)接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面。決定超疏水性能的兩大關(guān)鍵要素是較低的表面能和具有一定粗糙度的微觀表面形貌。上述兩個(gè)要素共同作用，可賦予超疏水表面自清潔、防污、防腐蝕、防結(jié)/覆冰和減阻等功能，超疏水表面在航空航天、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域和日常生活中均有廣闊的應(yīng)用前景。近些年來，以荷葉、鳥類羽毛等生物組織和結(jié)構(gòu)為仿生對象制備超疏水表面已成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

美國中佛羅里達(dá)大學(xué)（UCF,UniversityofCentralFlorida）近日研發(fā)了一種富勒烯超疏水材料，制備的薄膜在水中浸沒數(shù)小時(shí)仍能保持優(yōu)異的超疏水性能，這是以往超疏水材料無法達(dá)到的水平。伊利諾伊大學(xué)（??UniversityofIllinois??）研發(fā)了一種具備自修復(fù)功能的超薄型超疏水涂層（厚度小于100nm)，可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。 由于納米涂層是低表面能材料，具有“不沾”的特性，能夠防水、防潮、防污。玻璃疏水涂層噴繪

普通的傘會用不怎么吸水的布料制作，但很多雨傘并沒有那么防水，布料依然會被水浸濕。不銹鋼涂層噴繪

納米電子防水涂層防水防油用途：

（1）防止微型馬達(dá)的軸承潤滑油飛濺。

（2）防止油攀爬飛濺，多用于工業(yè)用馬達(dá)的軸承。

（3）防止光學(xué)零件受到油的污染。

（4）PCBA涂層屏障。

（5）水滴過濾膜。

（6）防止漏電。

（7）生活防水·疏水劑（推薦使用水性防水涂料）

（8）纖維·布·皮革涂層·密封條。

（9）衣服，鞋子，雨傘等做涂層的話，可以防水防污。

維晶專注于電子產(chǎn)品防水防腐、超疏水、超親水、防霧、防結(jié)冰、自潔凈等領(lǐng)域產(chǎn)品研究，有意者可聯(lián)系咨詢。 不銹鋼涂層噴繪

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