涂層技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

高速成像系統(tǒng)+微納制造→推動涂層及界面發(fā)展

液體超疏水表面上長距離傳輸（液體碰撞高度梯度→制造出電荷密度梯度→長距離快速運動）

空氣中總水量是陸地上所有水的六倍

空氣中集水:

→荷葉效應(yīng):沙漠甲殼蟲→親疏水結(jié)合（疏水捕捉水霧，通過親水定點的斑點，然后流到嘴里）

模仿松樹針，區(qū)域限域效應(yīng)→定向傳輸液滴

→豬籠草效應(yīng):水膜特別光滑

水浮，鹽差，濕氣（曲良體），納米摩擦發(fā)電（水和Teflon摩擦），

Teflon has the potential to store/trap high surface charges.

不停的水滴撞擊Teflon獲得（富集）大量電荷密度，通過三極管設(shè)計使富集的電荷釋放出來（Transforming the surface effect into bulk effect; Droplet is gate, and also the source of emergy.）

相變（氣-液-固）是最有效傳熱方式

————————周峰——————

去潤濕減少固-液界面阻力→天鵝在水中游走；

潤濕（超親水）減少固-固界面的摩擦→關(guān)節(jié)中骨頭被組織液包裹

》》疏水涂層技術(shù)

超疏狀態(tài)是一種熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)，在受到壓力，熱沖擊等條件下潤濕狀態(tài)易發(fā)生轉(zhuǎn)變，且表面微結(jié)構(gòu)容易受到機械損傷，表面修復(fù)困難（Cassie狀態(tài)→Wenzel狀態(tài)）。潤濕狀態(tài)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致流體阻力的增大，污染物的粘附增加等負面影響

1.接枝聚硅氧烷分子刷

將聚硅氧烷鏈段錨固到固體表面，避免傳統(tǒng)SLIPS表面中低表面能液體的損失，賦予表面爽滑性與低表面能特性。（在固體表面引入二氧化硅中間層，提升涂層的增加組裝分子的結(jié)合位點與厚度，提高涂層的耐磨性）→超光滑表面，透光性非常好，厚度20nm，硅溶膠層的引入降低玻璃表面的粗糙度，降低了玻璃表面的漫反射，幾乎排斥所有液體（除硅油外）→且尼龍布擦3000次不影響接觸角和滑動角，耐紫外線60°，30天沒問題，有機溶劑60°浸泡30天沒問題，100w超聲200小時沒問題；

不受材料種類形狀限制可在絕大多數(shù)材料表面涂裝，工藝簡單，兩步浸涂，加熱處理即可，材料合成步驟簡單，成本低廉。

2.接枝全氟聚醚分子刷

→超雙疏

往復(fù)式磨耗儀，1kg，載荷摩擦20萬次不影響

3.可噴涂室溫固化低表面能涂層

將氟鏈段引入丙烯酸聚氨酯體系中，賦予室溫固化聚氨酯涂層光滑，低表面能特性。

室溫固化，表面光滑透明，機械強度高

保證涂層疏油性能前提下，添加無機填料，降低成本，提升涂層硬度與耐磨性，當填料增加到一定程度，賦予涂層特定粗糙度后，表面呈現(xiàn)超疏水狀態(tài)

該涂層為最外層罩面漆具有疏水疏油，自清潔效果，隔水隔氣，提升防腐性能，還具有高光耐候，清漆透明，顏色可調(diào)，施工簡單，室溫固化等性能，在各種裝備環(huán)境作為最外層防護涂層使用。

》》親水涂層技術(shù)

豬籠草→SLIPS表面，液滴在SLIPS表面呈現(xiàn)出極低的滑動角，具有優(yōu)異的耐污染，防結(jié)冰效果?！鷿櫇襁w移（RTV）涂層→僅通過范德華力保持的低表面能液體易損失，涂層材料表面耐久差→解決:通過強的（非）共價相互作用將低表面能液體固定到表面，實現(xiàn)牢固的SLIPS表面

起霧原理:材料和環(huán)境之間出現(xiàn)明顯溫差，水的飽和蒸氣壓減小到低于空氣中的水蒸氣分壓，使水蒸氣在材料表面凝結(jié)成水滴，出現(xiàn)起水霧的現(xiàn)象。

表面親疏水改性防霧原理

親水涂層防霧原理:通過在基底表面噴涂一層超親水薄膜，能夠使得水蒸氣液化的小水珠鋪展成為一層水膜，進而消除霧氣。

疏水涂層防霧原理:通過在基底表面噴涂一層超疏水薄膜，能夠使得基底表面高度疏水化，促使表面微小液滴融合成較大的水滴進而滾落。（不是很認可，防雨可以，防霧不太好）

1.便攜涂抹防霧涂層（涂膜）

非離子表面活性劑，親水聚合物復(fù)配材料

2.超薄膜防霧涂層（涂覆）

嵌段共聚物膜

過渡層+潤滑層技術(shù)

施工工藝:噴涂/浸涂/淋涂+熱固化（增加涂層附著力和強度）+UV固化（進一步增加涂層硬度和強度）

a）一種可通過熱和UV進行自交聯(lián)的防霧樹脂，可單獨或與硅溶膠共同制備防霧涂層；

b）涂層制備過程簡單并且環(huán)保，無需添加其它有毒有機小分子引發(fā)劑，交聯(lián)劑和催化劑等；

c）涂層使用過程安全環(huán)保，涂層中無其它有毒小分子殘留和釋放。

3.水性防霧涂層（室溫固化）

水性聚氨酯-硅溶膠防霧劑

施涂方式:噴涂，擦涂（10-25min干燥，快干產(chǎn)品3-5min）

適用范圍廣泛，效果突出，中、長期適用（10-50天）

a）以親水性聚氨酯聚合物為主體材料，通過親水擴鏈劑和親水鏈段的引入極大程度上賦予高分子鏈以親水特性

b）與硅溶膠的復(fù)合和光固化功能基團的引入形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，有效成分不易流失，從而保障了長效性

c）更重要的是，不經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)的涂層已經(jīng)具備較長久的防霧功能，滿足日常鏡片、防護鏡干態(tài)的使用需求

更長久的防護效果通過紫外光/熱能量進行固化，以獲得長效、耐磨的防露涂層

4.高硬度耐磨防霧材料（熱固化和光固化）

雙層結(jié)構(gòu)親水防霧涂層技術(shù)方案

含有光引發(fā)基團的耐磨性的樹脂涂層→光化學(xué)接枝→刷狀超親水化學(xué)改性層→水化→減摩性能和結(jié)合力優(yōu)良的防霧涂層

耐磨襯底層和超親水改性層之間具有化學(xué)鍵合作用

固化方式:自干涂料涂裝工藝+光化學(xué)接枝

工藝特點:該涂層通過旋涂方式涂裝得到流平性好的涂層表干，在親水溶液中直接進行光接枝即可得到完全固化高透光涂層。

5.自潤滑防霧涂層（光化學(xué)改性）

表面接枝聚合物刷（最外層是疏水鏈）

把含有聚合物刷鏈的PET膜用透光膠黏劑粘在需要防霧的表面

摩擦系數(shù)降低