隨著材料科學(xué)的發(fā)展，涂料也正在向功能材料方向邁進(jìn)。試想我們可以使用不會(huì)濕掉的紙，免清洗的衣服，不反光的幕墻玻璃，這會(huì)給生活增添許多便利。
涂料是以裝飾和保護(hù)不同表面為主要目的材料，而目前市場(chǎng)需求給涂料提出了更高的要求。除了裝飾和保護(hù)，涂料必須具備更多的功能，例如抗微生物粘附、易清潔、自修復(fù)等功能。這些功能涂料的制備不僅要調(diào)控它們的物理性質(zhì)，還要掌控表面化學(xué)反應(yīng)。
西班牙巴斯克大學(xué)高分子科學(xué)學(xué)院的Alexander Santiago的研究這三種功能涂料的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)：一種是抗微生物粘附涂料(例如海船油漆);另一種是自清潔涂料(例如疏水性涂料);再者是具有抗光反射性的涂料(例如手機(jī)屏幕或眼鏡鏡片的涂層)。Alexander的疏水涂層材料是一種共聚物，能自發(fā)地微相分離。換句話說，共聚物中的聚氨酯部分給予基材一定的附著力，而比例較大的硅氧烷部分仍然停留在表面使其變得粗糙，因此它仍然是疏水的并可阻止有機(jī)物粘黏。經(jīng)過各種測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該體系的疏水性在很大程度上取決于表面粗糙度而不是表面氧濃度。而膜的抗微生物粘附能力可通過測(cè)量蛋白質(zhì)吸附量來確定的，結(jié)果表明，微生物難以粘黏到相分離膜的表面。
為了獲得具有自潔能力的材料，要將提前合成的一種疏水性無機(jī)納米顆粒插入到丙烯酸聚合物中，簡(jiǎn)單講這些納米顆粒就是附著著有機(jī)涂層的硅納米顆粒。在這些納米顆粒上噴涂丙烯酸薄膜可以獲得最好的效果，這樣可以獲得一個(gè)高韌性自清潔超疏水表面。研究人員稱：“這種方法效率高且成本低，因?yàn)槲覀兪褂玫墓璞仁袌?chǎng)中常見使用的其他材料更廉價(jià)?！?/p>
為了獲得抗反射性能，薄膜需要有一個(gè)折射率較低的基板，這可以通過提高孔隙率來實(shí)現(xiàn)。但孔的存在會(huì)降低抗反射表面的機(jī)械性能，這樣會(huì)損害加工性能。研究人員研究了孔隙率-韌性與對(duì)應(yīng)的折射率的關(guān)系，研究結(jié)果表明在這一方面是能夠改善的。
正如研究人員所說，仍然有許多的工作要進(jìn)一步深入。例如，納米顆粒往往不能完全進(jìn)入空隙中，最終附著有納米顆粒的表面也許與預(yù)想的不一致等問題。對(duì)于共聚物的抗污染性，研究人員認(rèn)為早期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很理想，并且能夠進(jìn)行外推。但目前來說，研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段。而抗反射涂層目前也還處于研究早期，很多問題有待于解決和完善。 |
