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家庭方面可以用納米涂層產(chǎn)品的除了家具、木材以外,還有下面這些材料也是可以的。
石磚混凝土等建材方面:由于納米涂層可填充您將要處理的任何物體上的微小孔洞,因此納米涂層非常適合裸露的石磚、沙子、混凝土,尤其是在多孔石材上,可防止他們遭受雨水甚至酸雨的損壞。而且納米涂層具備透氣性,可以安全地用于任何建筑質(zhì)量的石材,包括大理石,所以不用擔(dān)心因為涂層而造成的損壞。大多數(shù)納米涂層也具有耐化學(xué)性和耐紫外線性,因此您的建筑用材,納米涂層將確保其安全。
窗戶:納米涂層除了在保護漆面有出色的效果外,它們在保持窗戶清潔和通透同樣也做得非常出色。對一組窗戶進行一次處理可以保護它們長達六個月,做了納米涂層的玻璃更容易清潔,并且只需用水就可以除去指紋的痕跡還有上面沾染的灰塵和油污。
廚房表面:作為一種和表面保護劑,納米涂層是處理廚房餐具柜的理想選擇。事實上,納米涂層的特性很適合廚房環(huán)境內(nèi)的除污和保持清潔。他的疏油疏水性可以讓您的廚房不再油膩膩而變得清爽整潔。 潤濕角越小,則材料潤濕性能越好。納米涂層助劑
超薄自修復(fù)涂層實現(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械強度不高或化學(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。 納米涂層助劑潤濕就是水被材料表面吸附的過程。
疏水是什么意思呢?
疏水的字面意思是“對水的恐懼”。疏水分子的表面排斥水。有疏水性液體,當(dāng)然也有,例如油,就會與水分離。疏水分子通常是非極性的,這意味著構(gòu)成分子的原子不會產(chǎn)生靜電場。在極性分子中,這些相反的電能區(qū)域吸引水分子。如果分子上沒有相反的電荷,水就不能與分子形成氫鍵。然后水分子與自身形成更多的氫鍵,非極性分子會聚集在一起。
疏水效應(yīng)是由聚集在一起的非極性分子引起的。大分子可以具有疏水部分,這將折疊分子,使它們可以彼此靠近而遠(yuǎn)離水。蛋白質(zhì)中的許多氨基酸是疏水的,有助于蛋白質(zhì)獲得其復(fù)雜的形狀。疏水效應(yīng)延伸到生物體,因為生物體表面的許多疏水分子幫助它們調(diào)節(jié)其系統(tǒng)中的水和營養(yǎng)物質(zhì)的量。
富勒烯超疏水材料在水中浸沒數(shù)小時仍能保持干燥狀態(tài)2021年8月12日AdvancedMaterials雜志的封面文章刊登了美國中佛羅里達大學(xué)在富勒烯超疏水材料的研究成果,利用該材料制備的薄膜在2英尺(約61cm)深的水中浸沒3小時后,仍能保持干燥狀態(tài)。
該項研究的負(fù)責(zé)人DebashisChanda教授從荷葉結(jié)構(gòu)中獲得靈感,合成了基于富勒烯分子晶體的納米結(jié)構(gòu)材料,并利用該材料制備超疏水薄膜和涂層。富勒烯是通過結(jié)合碳分子形成籠狀封閉結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的,這些結(jié)構(gòu)可以相互堆疊,形成名為富勒體的高晶體。富勒體雖然具有較高的表面能,但利用其凝膠制備的薄膜或涂層可產(chǎn)生納米尺度的粗糙表面,使其具有優(yōu)異的疏水性能。
大多數(shù)先前報道的疏水表面是通過設(shè)計微觀表面形貌來實現(xiàn)的,涉及復(fù)雜的光刻或蝕刻工藝,但并不是所有的材料表面均可實施上述工藝。而且,先前報道的疏水表面一般在水中浸沒數(shù)分鐘后其疏水性能就會喪失。但是,UCF的這種富勒體薄膜,無論水流方向如何變化,甚至在水流持續(xù)沖刷的情況下,都能表現(xiàn)出極強的疏水性能。據(jù)介紹,將一滴由上述富勒體形成的凝膠滴在任何材料表面上,均可以觸發(fā)其表面的超疏水性能。 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;
我們現(xiàn)在使用的納米科技,歸根到底是一種仿生學(xué),我們觀察自然界中神奇的疏水效果,利用納米的極小尺寸,現(xiàn)在也可以將這種自然界中的疏水性能用在各種材料的表面上,比如用在紡織品上實現(xiàn)疏水疏油的性能。 我們在牛仔褲上做了實驗,通過在牛仔褲上做了疏水性的納米涂層之后,普普通通的一條牛仔褲,很輕易就實現(xiàn)了不怕水和油的特性,我們知道牛仔褲有很強的吸水性,如果吸入了醬油,飲料,番茄醬之類的帶顏色的粘稠的液體,清洗起來的確是需要花不少力氣。而用了納米涂層之后,讓牛仔褲保持清潔變得輕而易舉了。疏水疏油涂層低表面能抗污性佳、很好的的耐磨性能。疏水疏油涂層疏油劑
經(jīng)納米涂層處理后的各種表面,可以提供高達1年以上的保護和抗污效果。納米涂層助劑
影響涂層疏水性能的因素有哪些呢:
涂層的疏水性能主要取決于涂層的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)以及涂層的表面物理結(jié)構(gòu)。
1、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)對涂層的疏水性能影響主要表現(xiàn)為化學(xué)基團的表面能的高低。目前應(yīng)用較較廣的疏水涂層通常為含氟涂層、含硅涂層等。其中含氟涂料中含氟基團的表面能隨著氟原子取代數(shù)的增加表面能降低,因此隨著氟原子數(shù)量的增加涂層的疏水功能增加。含硅涂層主要是通過溶膠-凝膠法在涂層表面構(gòu)建特殊結(jié)構(gòu),同時還可以引入含有一定長碳鏈的硅烷單體的低表面能物質(zhì)來增加疏水性。
2、表面物理結(jié)構(gòu)對涂層的疏水性有非常大的影響。自然界很多現(xiàn)象都表明表面物理結(jié)構(gòu)對疏水有非常大的影響,典型就是“荷葉效應(yīng)”,其他還有水黽的足,鴨子的羽毛等均具有良好的疏水功能,科學(xué)家們根據(jù)生物表面特性進行仿生制造疏水表面,手段多樣(如刻蝕、腐蝕、溶膠-凝膠法、激光打印、氣相沉降以及模板法等),其共同點是在固體表面構(gòu)建微納結(jié)構(gòu)達到疏水的目的。 納米涂層助劑
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