作者:温才妃 范苏 来源:中国科学报 发布时间:2021/11/10 18:32:28
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纳米涂层有了一双“隐形的翅膀”

 

赛前演练 南通大学供图

有一种新型涂层,它不仅能像瓷砖表面一样丝滑,并且有着媲美陶瓷般的硬度,能有效抵御上百种污渍的侵袭,普通湿布便能完成日常清洁。即使用在极度潮湿的地下室、卫生间也能做到长久性不脱落、不发霉。

这种新型涂层来自南通大学“派斯盾”创新创业团队之手,这支由南通大学2016届毕业生丁孙浩、李鹏伟,以及在读研究生董博文等人组成的团队将鞘翅甲仿生原理和前沿的纳米技术相结合,研发出一种超自洁的新型材料——“鞘翅甲”仿生纳米自洁涂层,受到了市场的欢迎。日前,一举夺得第七届“互联网+”大学生创新创业大赛全国金奖。

纳米涂层作为新材料的一种,因自洁、防腐蚀、抗菌等特性,广泛运用于多个领域,具有千亿美元级的市场,但核心技术主要被欧美发达国家垄断,国内市场只能依赖进口。“以水性涂层为例,高端进口防护涂层价格昂贵,令众多设计师和用户望‘漆’兴叹。”对此,团队负责人丁孙浩很受触动,“我们是否也能研发出一种新材料,不仅能提升涂料功能,而且还能降低涂料的使用成本,更好的满足国内市场的需求呢?”

看似简单的涂层,实际上包含了从原料端到成品复配的系统性技术的突破,真正研发起来却并不容易。涂层自洁抗污的核心是结构性疏水,一开始团队成员将目光锁定在荷叶效应的疏水功能上,但是荷叶疏水自洁功能在实际运用端出现性能难以长时间保持,不稳定等诸多问题。“自古以来,自然界就是人类很多重大发明的源泉,我们开始思考能不能继续在大自然中寻找灵感。”团队成员李鹏伟说,顺着荷叶的思路,团队开始了上千次的摸索,终于在一种叫鞘翅甲的甲虫身上找到了答案。

鞘翅甲的外壳具有既亲水又疏水的双极性结构,能让甲壳快速自干,保持自洁。这个发现让团队惊喜不已,利用鞘翅甲仿生原理,团队最终实现了涂层产品长久自洁的效果。为了进一步提升产品的性能,团队利用原位聚合法使分子间形成稳定的化学键,以网状互穿的形态成膜,大幅提升产品稳定性和致密性。如今,团队拥有了28项保密配方和9项发明专利,产品已延伸三个大类、十几个序列,能够广泛运用于新能源、石化、建筑等多个行业领域。

 
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