东兰辛,MI -聚合物材料在其使用周期中容易产生表面损伤。如果不加以处理,所产生的损害会随着时间的推移而扩大,这可能导致结构完整性的丧失,基材的环境退化,以及功能和机械故障。这些类型的故障不仅缩短了材料的生命周期,而且增加了处理和维护成本。使用具有自我修复损伤或/和裂缝能力的材料,就像在生物体中发生的愈合一样。这种自修复涂层为21公司带来了巨大的希望世纪智能涂料,将提高性能,减少维护成本和浪费。除了自修复,自清洁表面被认为是非常有价值的,因为它们降低了清洁成本。自清洁表面排斥极性和非极性液体,有能力通过滚动水滴清除附着的污垢和碎片,这些水滴带走了这些污染物,并清洁表面的其余部分。将自愈合和自清洁的表面集成到单一的涂层配方中是具有挑战性的,但对广泛的应用非常重要。

密歇根州立大学包装学院的科学家们开发了一种新的方法,可以创造出商业上可行的混合涂层技术,该技术具有自愈合和全恐惧症的特点。Muhammad Rabnawaz博士领导的研究团队使用动态聚氨酯键化学技术演示了聚氨酯涂料的自修复能力,可以在聚氨酯表面产生的割伤处提供自修复效果。这种内在的方法包括通过在损坏表面上的可逆(动态)聚氨酯键的重新排列来修复裂缝和损伤。可重复自愈性和优异的光学清晰度是该系统的独特优势。

Rabnawaz和他的团队(Ajmir Khan博士和Muhammad Naveed博士)通过加入拒水拒油的硅油,将自愈合性能与自清洁性能结合起来。自清洁涂料的灵感通常来自大自然,如荷叶、水黾腿和猪笼草模型。现有的自清洁表面的主要缺点之一是使用了含氟化学品,不管它们是光滑的还是粗糙的纹理系统。然而,由于含氟化合物在环境中的有害和持久性,人们非常需要无氟替代品。因此,选择硅油,因为与传统的含氟化学品相比,硅油在本质上对环境是安全的。这项技术将性能(拒水拒油和自愈性)和可持续性(环境友好和无氟)独特地结合在一起。

Rabnawaz认为这种技术是高度实用的,因为原料材料是商品材料,可以以可承受的成本获得。这项技术现在由密歇根州立大学申请专利,并可获得许可。