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                    密歇根大學研究具有自修復功能的防水涂層 使用壽命延長數百倍!

                    發布時間:2017-10-27 07:54:05        

                    美國密歇根大學開發出一種具有自修復功能的防水噴涂涂層,能比目前防水涂料的使用壽命延長數百倍!

                    目前市面上的防水處理產品太脆弱,而新產品可以用于車輛、衣服、屋頂和各類其他表面防水,也可以降低船體的運行阻力,并由此降低運輸行業90%大型貨船的燃料消耗。

                    據研發人員介紹,新的研究代表了這一領域的突破,過去數十年來的研究都未能生產出耐用的防水涂層。雖然目前可以使用防水表面處理劑,但它們通常對于諸如衣物或船體的應用來說并不足夠。而新的發明打破了這一局面。

                    材料科學與工程副***Anish Tuteja指出:“在過去的20或30年中,已經看到了數以千計的超疏水表面材料誕生,但是沒有人能夠弄清楚如何系統地設計出耐用的超疏水表面。而本次的研究真正取得了成就,將為其他研究人員打開新的大門,創造更便宜而且性能更好的超疏水涂層。”

                    該涂層由稱為“氟化聚氨酯彈性體”的材料和一種被稱為“F-POSS”的特種防水分子混合制成。它可以很容易地噴涂到幾乎任何表面上,并且具有輕微的橡膠紋理,使其比其前輩更具彈性。

                    值得注意的是,如果受到損壞,該涂層可以自愈數百次!

                    據研究人員在***近發表的一篇文章中寫道:即使在磨損、劃痕、***、等離子體清潔、碾壓、超聲處理和化學侵蝕之后,它也可以***性能。

                    除了涂層自身形態的***外,該涂層可以化學自修復。如果從表面刮掉防水F-POSS分子,新的分子將自然遷移到那里以取代它們。因此,該涂料可以自行修復更新數百次,其愈合能力僅受其厚度的限制。

                    項目還形成了有助于研究人員優化未來涂料的配方,以滿足特定應用對成本、耐久性等因素的要求。

                    據介紹,該團隊使用了一個與以往在該領域的研究截然不同的過程。“大多數材料科學研究人員集中精力確定一種具有耐用性和防水性的化學體系。而我們通過測量和繪制使防水涂料更具耐久性的基本化學機理來解決問題,其中一些結果使我們感到驚訝”。

                    例如,大多數疏水涂層由兩個主要成分制成:提供拒水性的活性分子和粘合劑。一般來說,研究人員認為配方使用的組分材料更耐用,則會使整體涂層更耐用。但是該研究團隊發現,事實并非如此。

                    他們發現,比耐久性更重要的是稱為“部分混溶性”的物質,或兩種物質部分混合在一起的能力。團隊發現的另一個關鍵變量是防水表面的穩定性。

                    大多數防水涂料的工作原理是因為它們的表面具有非常特定的幾何形狀,通常是微觀柱狀。水滴棲息在這些柱體的***,在下面形成氣囊,從而導致水無法在表面牢固附著,并使其可以輕松滾動。但是這些微觀表面往往易碎——輕微的磨損、甚至水本身的壓力也會損壞它們。

                    該團隊的研究發現,一個略微柔韌的表面可以規避這個缺陷——即使它看起來不那么耐用,但其柔韌的屬性使其能夠從損傷中***。

                    新的涂料預計將在2017年底之前在防水織物和噴涂涂層等領域應用。

                    注:摘自涂料工業微信公眾號,如需刪除,請聯系我們。

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