日常生活中有各種基材表面，金屬表面、玻璃表面、皮革表面、石材表面、塑料表面、陶瓷表面、木質(zhì)表面、電器外殼表面…… 在實(shí)際應(yīng)用中，這些表面還會(huì)遇到各種臟污，泥、灰、油污以及它們的混合物，面對(duì)這些情況，疏水疏油易清潔/自清潔/超清潔納米涂層和超親水自潔涂層都能應(yīng)對(duì)。

1納米涂層原理

人類在很早以前就發(fā)現(xiàn)了蓮葉具備的自潔功能和超強(qiáng)的疏水性，北宋理學(xué)家周敦頤創(chuàng)作的散文《愛(ài)蓮說(shuō)》中就有提到，“予獨(dú)愛(ài)蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖。”可見(jiàn)古人早已察覺(jué)到蓮葉的神奇之處。

荷葉表面上存在著非常復(fù)雜的多重納米和微米級(jí)的結(jié)構(gòu)。在超高顯微鏡下可以清晰看到，在荷葉葉面上布滿著一個(gè)個(gè)隆起的“小山丘”，它上面長(zhǎng)滿絨毛。因此，在“山丘”間的凹陷部份充滿著空氣，這樣就在緊貼葉面上形成一層只有納米級(jí)厚的空氣層。

 這使得在尺寸上遠(yuǎn)大于這種結(jié)構(gòu)的灰塵、雨水等降落在葉面上后，隔著一層極薄的空氣，只能同葉面上“山丘”的凸頂形成幾個(gè)點(diǎn)接觸。雨點(diǎn)在自身的表面張力作用下形成球狀，水球在滾動(dòng)中吸附灰塵，并滾落荷葉面，這就是“蓮花效應(yīng)”能自潔葉面的奧妙所在。

疏水疏油

2納米技術(shù)能讓基材表面更平滑

看似光滑的基材表面，放大后其實(shí)是凹凸不平的。臟污會(huì)嵌入這些凹凸不平的坑洞，難以去除。納米涂層由無(wú)數(shù)納米粒子組成，粒徑從1納米到幾十納米不等。物體表面的坑洞直徑最小只有1nm，所以納米易清潔涂層能夠填平基材表面的坑洞，讓基材真正變得“平滑”，這樣臟污就變得易清潔了。

3涂層涂層表面能低，污垢、泥灰不沾

納米是低表面能材料，具有“不沾”的特性，能夠防水、防潮、防污。不粘鍋表面的也是低表面能材料，表面能低的材料就有“不沾”的特性。

應(yīng)用于衣服上的防水防污

在電子設(shè)備、智能穿戴設(shè)備和戶外服裝等應(yīng)用上。表面遇到的臟污以灰、塵居多。當(dāng)戶外下雨，雨水滑過(guò)疏水的表面，就能把灰、塵帶走，達(dá)到自潔的目的。

4超親水涂層自潔原理

因?yàn)橥繉颖砻嬗H水，當(dāng)遇到水流過(guò)，水就能把表面的油、灰、臟污都鏟走并沖掉。

5疏水疏油涂層與超親水涂層的區(qū)別之處：

親水性：

 材料在空氣中與水接觸時(shí)能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)。

疏水性：

材料在空氣中與水接觸時(shí)不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)。

潤(rùn)濕就是水被材料表面吸附的過(guò)程。材料分子與水分子之間的相互作用的內(nèi)聚力大于水分子之間的內(nèi)聚力時(shí)，水分子能很快在材料表面鋪散開(kāi)來(lái)。此時(shí)，在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線與材料表面所成的夾角（稱潤(rùn)濕角）θ≤90°，材料呈現(xiàn)親水性。若θ>90°，材料呈現(xiàn)疏水性。

這兩項(xiàng)技術(shù)有著本質(zhì)上的區(qū)別，使為其適用于某個(gè)特殊領(lǐng)域做好了鋪墊。例如，超疏水涂層在疏水方面的應(yīng)用是非常理想的，如醫(yī)療器械和電子元件、廚房電器、紡織行業(yè)等；而超親水涂層可用于需要親水性表面的領(lǐng)域，例如用在建筑等行業(yè)中的抗霧玻璃、幕墻玻璃等。

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責(zé)任編輯：王元

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