光固化抗污涂料:可抵抗钢丝绒划伤的柔性膜
传统的手机涂层,例如玻璃,可以极大增强屏幕的抗划能力,但却不易弯折且易碎。塑料相比玻璃可以弯折,却容易产生划痕。因此,发展兼具玻璃般抗划能力和塑料般弯折能力的涂层变得非常迫切和必要。同时,疏水疏油性能的加入可以极大扩展此类涂层的应用。 近期,加拿大女王大学刘国军教授团队将耐磨,可弯曲, 疏水疏油和透明性等多种性能融合到一个涂料体系,成功制备出能够抵抗钢丝绒的划伤,又极容易弯曲,同时能保持高度透明性的抗污涂层。 能够兼具耐磨和易弯曲这两种互相排斥性能的材料极其**。天然存在的又硬又韧的材料通常由有机和无机的纳米复合体构成。 典型的例子包括贝壳的珍珠层和人类的牙齿, 他们便是蛋白质(有机)和矿物质(无机)组成的纳米复合体。 在此类材料中,无机纳米相均匀分布于材料中,负责抵抗拉伸负载,同时,与无机相紧密结合的蛋白质能够吸收大量的冲击能。一旦材料在外力下产生缺陷,无处不在的纳米无机相就能有效地阻止缺陷的蔓延,从而使材料保持又韧又强的性质。
采用德国薄膜制备工艺,形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系,能够制备各种超高性能光学薄膜,包括红外薄膜、增透膜,ARcoating, 激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜,应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆,低反射橱窗玻璃,画框等。
刘国军教授课题组在前期工作中成功开发了一系类的NP-GLIDE抗污涂料:聚氨酯涂料 (Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 12722-12727. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 12722-12727),环氧树脂涂料 (Adv. Mater. Interfaces 2016, 1600001),光交联涂料 (ACS. Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 30) 和水性涂料 (Chem. Eng. J 2018, 351, 210-220)。其课题组将低表面能的抗污剂,聚二甲基硅氧烷(PDMS)或含氟试剂通过共价接枝的方式连接于涂料的前驱体。当涂层固化后,液体PDMS富集于表面,同时与涂层主体微相分离但不破坏涂层本身的机械性能和透明度。所制得的涂层具备优异的疏水疏油性能,同时油性马克笔的笔迹能在该涂层表面收缩和轻易擦拭掉。因此作者寄希望将抗污试剂PDMS共价链接在综上的涂料配方中(图1),由于少量抗污试剂的加入,*终的抗污涂层将依然具有耐磨,易弯曲和透明的性能。