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【深涂學會 涂料技術(shù)】仿生涂料技術(shù)及應(yīng)用進展
仿生涂料技術(shù)是通過對生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性狀、原理、行為以及相互作用,為涂料工程技術(shù)提供新的設(shè)計思想、工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成的技術(shù)科學。涂料工業(yè)向生物界尋找啟發(fā)和進行模擬,以推動涂料工業(yè)的技術(shù)水平,是促進涂料科學朝微觀、系統(tǒng)、智能、精細、潔凈的方向發(fā)展以及提升涂料科學技術(shù)原始創(chuàng)新能力的重要發(fā)展方向。 CC 應(yīng)用開發(fā) 2000年代中國科學院化學研究所通過分子設(shè)計制備出聚合物的微米、納米雙重結(jié)構(gòu),利用聚合物在溶劑蒸發(fā)過程中自聚集、曲面張力和相分離的原理,在室溫和大氣條件下一步法直接成膜構(gòu)筑類似荷葉的微納米雙重結(jié)構(gòu)的聚合物表面,得到了超疏水和疏油性質(zhì)的仿生涂層,水和油的接觸角分別可高達166°和140°,水在涂層仿生表面的滾動角僅僅為3.4±2.0°,可以自由滾動,具有與荷葉表面相似的自清潔效應(yīng)。這類技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)建筑涂料,服裝面料,廚具面板等需要耐臟的涂料產(chǎn)品具有非常好的效果。 CC 個案分享 美國、法國、日本等國家的研究人員都非常重視對變色龍式偽裝涂料的研究。變色龍為防止被其他動物傷害和便于獵食,它能隨環(huán)境的變化而自動變色來隱蔽自己。這是因為變色龍多層皮膚的細胞內(nèi)含有可以移動的綠色素,有時聚成一點,有時散開,這樣便改變了體色。美國一位偽裝專家斷言,15年后變色龍式偽裝將進入實用化階段。歐洲這類研究的代表是法國。據(jù)悉法國國家科學研究中心和Arcueil技術(shù)中心根據(jù)法國武器裝備總局的合同已研究了三大類變色龍涂料,統(tǒng)稱“X-變色”涂料,包括光致變色、熱致變色和電致變色三種。它們均屬于可見光及紅外范圍,雖各具特性,但具有多種應(yīng)用類型變色的共性。 按荷藕結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計的自分層梯度防腐蝕涂料噴涂后可自行分層,分層后的涂層表面疏水自清潔、抗紫外線,底層附著力強、耐腐蝕,中間層起穩(wěn)定作用,得到高防腐的智能梯度仿生涂層。當PU/EP∶氟硅改性 PAA=1∶1時,接觸角達到 96.0°,柔韌性為0.5 mm,耐沖擊為50cm,附著力等級為1,失光率降至19%;乙酸丁酯(NBAC)∶正丁醇(NBA)=4∶6 時,涂膜分層情況良好,接觸角達到 107.7°,浸泡水中48 h耐水性無變化,失光率降至17%。SEM-EDS、紅外光譜分析表明,自分層涂膜上層為氟硅改性PAA、底層為PU/EP,中間存在過渡涂層,過渡層兩種樹脂中的─COOH、─OH、環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng),使整個涂層更具穩(wěn)定性。經(jīng)由EIS分析,在3.5% NaCl溶液中浸泡40天后,腐蝕介質(zhì)沒有滲透涂膜到達基底金屬界面。 阿克蘇諾貝爾近期利用仿生技術(shù)推出一款隨心移色涂料MoodPaint,該涂料含有一種改性熱致液態(tài)晶,能根據(jù)附近人體的信息素作出反應(yīng),當晶體移動時,能吸收或反射不同波長的光波而呈現(xiàn)不同的涂層色彩。MoodPaint是一種光滑的蛋殼白色,可以在數(shù)小時內(nèi)開始工作,只要有人在房間里,它就會無縫地改變顏色。長期以來,研究表明顏色可能會對人類的情緒和行為產(chǎn)生影響,柔和的藍調(diào)可以舒緩醫(yī)院的病人,充滿活力的黃調(diào)可以刺激您在廚房的食欲,中性色可以使人在生活區(qū)域內(nèi)感到舒適。MoodPaint可實現(xiàn)一種涂料帶來多種色彩隨心而動。 涂料仿生技術(shù)具有極大的潛力和機會,在自然界生物的啟示下,涂料科學將會出現(xiàn)許多嶄新的研究領(lǐng)域,將來會有更多高性能、高功能、高智能的涂料技術(shù)獲得成功。
來源:涂料展及表面處理 聲明:本號對轉(zhuǎn)載、分享、陳述、觀點保持中立,目的僅在于行業(yè)交流,版權(quán)歸原作者所有。如涉版權(quán)和知識產(chǎn)權(quán)等侵權(quán)問題,請與本號后臺聯(lián)系,即刻刪除內(nèi)容處理。
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