来源：中国合成树脂网 2022-05-23 10:27:46
发表在《应用表面科学》杂志上的一项新研究证明了在聚碳酸酯基材上有效制造抗指纹室温涂层。来自新加坡南洋理工大学的科学家们对这项研究做出了贡献。
研究背景光学材料，如屏幕、镜片和防护罩，需要表面清洁和高光学透射率才能正常运作。这些关键的特性，以及在许多情况下，产品的美感会受到表面污染的负面影响，如在使用或处理过程中的指纹、灰尘颗粒和皮肤油的残留物。
因此，设计能够抵御表面污染的涂层是一项关键但极具挑战性的工作。超疏水性材料的发展为设计能抵御这些问题的表面提供了巨大的好处。
这些材料具有卓越的抗水汽性能，帮助它们对抗可能存在于光学设备表面并限制其功能的油和水。
这些材料增强了表面的抗指纹和自清洁应用。近几十年来，人们开发了许多策略来制造超疏水结构，有许多天然的类似物存在，如荷叶和翅膀。
由于油拥有比水更低的表面张力，开发超疏水性材料是一项具有挑战性的工作。到目前为止，要实现具有驱油能力的表面是很困难的。
近年来，研究人员已经开发了一些关键标准，包括表面粗糙度和低表面能。然而，制造同时满足驱油和透明要求的材料和涂层是具有挑战性的，因为它们可能会发生冲突。在超疏水涂层中保持高透光率的困难阻碍了其商业发展。
近年来已经开发了制造方法，使用化学蚀刻来增加基材的表面粗糙度，并沉积低表面能量的有机涂层。其他探索的方法包括喷雾涂层和浸渍涂层，以提供一个简化的单步制造过程。
聚合物镜片和光学设备由于其抗冲击性、轻质性和塑形潜力，近年来受到关注， 也逐渐使其有必要具有抗指纹和自清洁能力。然而，由于聚合物的惰性化学特性和低熔点，用透明的两栖材料涂覆这些基材的研究是有限的，而且目前的一些制造方法也不适合这一目的。
该研究发表在《应用表面科学》上，展示了一种简单有效的制造方法，用于在聚碳酸酯基材上涂覆疏水性涂层，以改善其疏油性和超疏水性，同时保持高透明度和光学性能。作为一种室温方法，使用该工艺可以对聚合物材料进行改性。
该涂层是由纳米多孔二氧化硅颗粒的薄膜组成。这层薄膜使用脉冲激光沉积技术牢固地粘在聚碳酸酯基材上，这是一种物理气相沉积技术，使用高功率的脉冲激光束在真空室内聚焦生产而成。
利用这种简单而有效的制造工艺，作者制造了一种具有卓越的抗指纹和抗反射性能的涂层。利用一种氟碳化合物使表面具有出色的自清洁能力。
该涂层显示出良好的机械性能，非常稳定，并表现出对聚碳酸酯基材的强大附着力。这要归功于沉积前的等离子处理过程。
美国军事标准被用来评估所制备的涂层的耐磨性和附着力。在涂层上贴上胶带，由于涂层的超疏水性质，它对样品表面的附着力非常弱或没有附着力。此外，还进行了横纹测试，以评估涂层质量和基材附着力。测试中没有观察到崩裂或分层，显示出卓越的涂层附着力和质量。
用粗棉布垫在样品表面摩擦，以进一步评估涂层的耐久性。这引起了表面形态的变化，表面粗糙度和表面润湿性受到影响。平均透光率略有下降，但仍高于原始的聚碳酸酯。这也导致了接触角度下降，但涂层的抗指纹特性在很大程度上得到了保留。
总结
这项研究证明了脉冲激光沉积法适合在聚碳酸酯基材上沉积超疏水涂层，以增强材料对表面污染的抵抗力，并为光学设备赋予自清洁特性。
这个研究领域是一个相对较新的领域，这项研究为未来的研究人员提供了一个指导，即表面结构如何增强聚碳酸酯光学镜片和设备的抗指纹性能。此外，它证明了所制备的涂层保持了高水平的光学透射率和透明度，这对商业应用是至关重要的。