纳米易清洁涂料和涂层的国外发展简介

    周敦颐在《爱莲说》中曾说：“莲花出淤泥而不染”，这正是大自然中神奇的地方。水滴落在荷叶上，会变成了一个个自由滚动的水珠，而且，水珠在滚动中能带走和叶表面尘土。荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟基（-OH）、（-NH）等极性基团，在自然环境中很容易吸附水分或污渍。而荷叶叶面都具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的“荷叶自洁效应”。　　　　经过两位德国科学家（Barthlott&Neinhuis）的长期观察研究，即上世纪九十年代初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。原来在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。在超高分辨率显微镜下可以清晰看到，在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛。因此，在“山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触。雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是“莲花效应”能自洁叶面的奥妙所在。WilhelmBarthlott由于发现了荷叶自洁效应原理和工业应用获得了多项大奖。　　　　进入21世纪，欧美科学家开始利用荷叶自洁效应原理创办公司，从事商品开发。如Nanogate,Nano-X,Nano4USA,SureshieldCoatings等几十家公司,开发了多种产品。纳米易清洁涂料的特点：利用硅、铝、钛和锆的醇盐在溶胶-凝胶过程中生成无机材料。基本的结构可以从典型的无机材料到典型的有机材料之间选择。涂层材料的特定的性能可以通过有机成分调整和同时生成有机网状结构的方法进行控制。材料的应用可以按照传统涂层技术实现。应用范围包括各种材料（金属、玻璃、陶瓷制品、聚合物）表面的保护，增强聚合体表面的抗擦伤能力、用于防油防尘防污等。材料的应用形式有光泽面、可以被染色、或者用于色素层（涂色的，金属性的）。涂层与很多不同的基质粘结性能都很好（金属、玻璃、陶瓷制品、聚合物），而且它的厚度显著要比传统的涂层和光泽面薄得多。　　　　表面特性和技术的优越性：　　　　（1）疏水和疏油,不锈钢抗指纹，从而达到易清洁目的。　　　　（2）硬化后涂层的厚度是非常薄，大约为1-3微米，满足尺寸的精确要求。　　　　（3）对大多数化学药品都具有抗腐蚀性。特别的是，对有机化学溶剂也有很好的耐腐蚀性，而其它的基于有机聚合物的传统涂料容易被这些有机溶剂轻易的腐蚀。　　　　（4）抗划伤，硬度大于5H。200℃。　　　　（5）无废水，废渣和废气排放。　

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