來源：中國合成樹脂網 2022-05-23 10:27:46
發表在《應用表面科學》雜志上的一項新研究證明了在聚碳酸酯基材上有效制造抗指紋室溫涂層。來自新加坡南洋理工大學的科學家們對這項研究做出了貢獻。
研究背景光學材料，如屏幕、鏡片和防護罩，需要表面清潔和高光學透射率才能正常運作。這些關鍵的特性，以及在許多情況下，產品的美感會受到表面污染的負面影響，如在使用或處理過程中的指紋、灰塵顆粒和皮膚油的殘留物。
因此，設計能夠抵御表面污染的涂層是一項關鍵但極具挑戰性的工作。超疏水性材料的發展為設計能抵御這些問題的表面提供了巨大的好處。
這些材料具有卓越的抗水汽性能，幫助它們對抗可能存在于光學設備表面并限制其功能的油和水。
這些材料增強了表面的抗指紋和自清潔應用。近幾十年來，人們開發了許多策略來制造超疏水結構，有許多天然的類似物存在，如荷葉和翅膀。
由于油擁有比水更低的表面張力，開發超疏水性材料是一項具有挑戰性的工作。到目前為止，要實現具有驅油能力的表面是很困難的。
近年來，研究人員已經開發了一些關鍵標準，包括表面粗糙度和低表面能。然而，制造同時滿足驅油和透明要求的材料和涂層是具有挑戰性的，因為它們可能會發生沖突。在超疏水涂層中保持高透光率的困難阻礙了其商業發展。
近年來已經開發了制造方法，使用化學蝕刻來增加基材的表面粗糙度，并沉積低表面能量的有機涂層。其他探索的方法包括噴霧涂層和浸漬涂層，以提供一個簡化的單步制造過程。
聚合物鏡片和光學設備由于其抗沖擊性、輕質性和塑形潛力，近年來受到關注， 也逐漸使其有必要具有抗指紋和自清潔能力。然而，由于聚合物的惰性化學特性和低熔點，用透明的兩棲材料涂覆這些基材的研究是有限的，而且目前的一些制造方法也不適合這一目的。
該研究發表在《應用表面科學》上，展示了一種簡單有效的制造方法，用于在聚碳酸酯基材上涂覆疏水性涂層，以改善其疏油性和超疏水性，同時保持高透明度和光學性能。作為一種室溫方法，使用該工藝可以對聚合物材料進行改性。
該涂層是由納米多孔二氧化硅顆粒的薄膜組成。這層薄膜使用脈沖激光沉積技術牢固地粘在聚碳酸酯基材上，這是一種物理氣相沉積技術，使用高功率的脈沖激光束在真空室內聚焦生產而成。
利用這種簡單而有效的制造工藝，作者制造了一種具有卓越的抗指紋和抗反射性能的涂層。利用一種氟碳化合物使表面具有出色的自清潔能力。
該涂層顯示出良好的機械性能，非常穩定，并表現出對聚碳酸酯基材的強大附著力。這要歸功于沉積前的等離子處理過程。
美國軍事標準被用來評估所制備的涂層的耐磨性和附著力。在涂層上貼上膠帶，由于涂層的超疏水性質，它對樣品表面的附著力非常弱或沒有附著力。此外，還進行了橫紋測試，以評估涂層質量和基材附著力。測試中沒有觀察到崩裂或分層，顯示出卓越的涂層附著力和質量。
用粗棉布墊在樣品表面摩擦，以進一步評估涂層的耐久性。這引起了表面形態的變化，表面粗糙度和表面潤濕性受到影響。平均透光率略有下降，但仍高于原始的聚碳酸酯。這也導致了接觸角度下降，但涂層的抗指紋特性在很大程度上得到了保留。
總結
這項研究證明了脈沖激光沉積法適合在聚碳酸酯基材上沉積超疏水涂層，以增強材料對表面污染的抵抗力，并為光學設備賦予自清潔特性。
這個研究領域是一個相對較新的領域，這項研究為未來的研究人員提供了一個指導，即表面結構如何增強聚碳酸酯光學鏡片和設備的抗指紋性能。此外，它證明了所制備的涂層保持了高水平的光學透射率和透明度，這對商業應用是至關重要的。
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