伦敦UCL大学研发出汽车“自清洁”涂层

2024-08-23 94浏览
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不论在什么季节,很多车主为了让自己爱车更干净漂亮,都会去洗车。近日英国伦敦大学学院(University College London,简称UCL)及其它大学的化学家研发出一种新型自清洁涂料,给不少面临洗车烦恼的车主带来了福音。

新型自清洁涂料具有超强的耐磨性,甚至在日常磨损的情况下也能使污垢脱落。在测试时,弹性涂层经过用刀划或用砂纸打磨40次后,依然能形成自动清洁的弹性表面。

该涂层结构如同薄膜层,由覆盖防水胶合板的二氧化钛纳米粒子组成,可应用于钢、玻璃和其它喷雾粘合剂表面,未来还可用作车漆、玻璃、照明涂料以及太阳能电池板防护剂。研究人员称将继续进行深层次的研发工作,从而使新型涂料能够满足汽车行业的要求,不过目前麦格纳和路虎已经表态对这些研究项目感兴趣。

自清洁涂料

UCL无机化学教授Claire Carmalt表示,普通防水涂料在遭到损坏或接触到油脂时便会失效,然而自清洁涂料却不会,主要是因为其具有“超疏水性”(super-hydrophobicity)的特性,能够与水分隔绝。而要实现超疏水性,就离不开两样东西:带有许多突体的微观结构以及疏水低能表面(如蜡状涂层)。

Claire Carmalt解释道,“与其它普通湿润涂层不同,当水落在超疏水涂层上时,会形成珠状水滴,水滴流滚时就像微型吸尘器一样带走污垢、病毒和细菌。”

多数涂料磨损

目前大多数防水涂料在接触到油脂时很容易磨损,Claire Carmal称,自清洁涂料*大的挑战就是会面临日常磨损。但经过实验发现,在涂料中配制不同的粘合剂,便可以形成一个坚固的自清洁涂层,而上述粘合剂在生活中也很常见,因此该涂料未来得到更广泛的应用只是时间问题罢了。

据报道,覆有乙醇氟硅化物的二氧化钛纳米粒子,可以制成防水涂料,并喷洒或浸涂在硬材料和软材料上,*终形成自清洁涂层。

博士生Yao Lu 称:“我们的涂料适用于各种恶劣环境下的材料表面,设计的初衷就是为了能够应付现实生活中的磨损。例如汽车漆经常会留下划痕,而我们的新型涂料可以轻松解决这个问题。”

UCL无机化学研究组负责人Ivan Parkin、Claire Carmalt、Yao Lu以及来自帝国理工学院(Imperial College London)和中国大连理工大学的研究人员共同发起上述研究项目,并在*近发表在《科学》杂志上。

以往的防尘涂料

对于汽车领域来说,防水涂料并不算新鲜。日产去年就已经开始测试一种超疏水和疏油涂料,该技术被称作Ultra-Ever Dry,由UltraTech公司研发并出售给日产,日产工程师计划将该技术**应用于聆风电动车上。荷兰埃因霍芬理工大学(Eindhoven University of Technology)研究人员一直在开发一种DynaClean涂层,该涂层不仅能排斥化学沉淀物,同时也增加了自我修复功能。

Ultra-Ever Dry涂层由底涂层和表涂层组成。底涂层中的芳烃溶剂会挥发并留下聚异氰酸酯薄膜,薄膜会在基底和表涂层凝固,而表涂层中的芳烃溶挥发后,则留下二氧化硅和碳氟化合物涂层。

不过Ultra-Ever Dry涂层的一大缺点不清晰。在使用时,其呈白色朦胧状,因此不可用于挡风玻璃或后视镜。而其涂层结构也不均衡,此外,其采用的化学物质容易受紫外线以及洗涤剂、酒精和溶剂的影响,因此其寿命尚不确定。