仿生涂料技术及应用进展
仿生涂料技术是通过对生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用,为涂料工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学。涂料工业向生物界寻找启发和进行模拟,以推动涂料工业的技术水平,是促进涂料科学朝微观、系统、智能、精细、洁净的方向发展以及提升涂料科学技术原始创新能力的重要发展方向。
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应用开发
仿生涂料技术应用开发中最著名的是涂料的荷叶仿生自清洁功能研究。20世纪70年代,德国波恩大学的植物学家巴特洛特在研究植物叶面时发现了荷叶效应,即很多植物叶面残留的污染物多达40%以上,而荷叶叶面的污染物残留比例皆小于5%。荷叶表面有微小蜡质颗粒,并覆盖着无数微米级突包,突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。这种特殊的纳米结构,使得荷叶表面不沾水,水珠沾起叶面上的灰尘高速滑落,实现自清洁功能。1999年,波恩大学的研究小组与ISPO公司合作,利用硅树脂的防水性能通过模仿荷叶表面微观结构生产了Lotusan涂料,该涂料使用5年以上,自清洁效果没有改变。
2000年代中国科学院化学研究所通过分子设计制备出聚合物的微米、纳米双重结构,利用聚合物在溶剂蒸发过程中自聚集、曲面张力和相分离的原理,在室温和大气条件下一步法直接成膜构筑类似荷叶的微纳米双重结构的聚合物表面,得到了超疏水和疏油性质的仿生涂层,水和油的接触角分别可高达166°和140°,水在涂层仿生表面的滚动角仅仅为3.4±2.0°,可以自由滚动,具有与....
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