涂料工業(yè)：

美國密歇根大學(xué)開發(fā)出一種具有自修復(fù)功能的防水噴涂涂層，能比目前防水涂料的使用壽命延長數(shù)百倍！

目前市面上的防水處理產(chǎn)品太脆弱，而新產(chǎn)品可以用于車輛、衣服、屋頂和各類其他表面防水，也可以降低船體的運(yùn)行阻力，并由此降低運(yùn)輸行業(yè)90%大型貨船的燃料消耗。

據(jù)研發(fā)人員介紹，新的研究代表了這一領(lǐng)域的突破，過去數(shù)十年來的研究都未能生產(chǎn)出耐用的防水涂層。雖然目前可以使用防水表面處理劑，但它們通常對于諸如衣物或船體的應(yīng)用來說并不足夠。而新的發(fā)明打破了這一局面。

材料科學(xué)與工程副教授Anish Tuteja指出：“在過去的20或30年中，已經(jīng)看到了數(shù)以千計(jì)的超疏水表面材料誕生，但是沒有人能夠弄清楚如何系統(tǒng)地設(shè)計(jì)出耐用的超疏水表面。而本次的研究真正取得了成就，將為其他研究人員打開新的大門，創(chuàng)造更便宜而且性能更好的超疏水涂層。”

該涂層由稱為“氟化聚氨酯彈性體”的材料和一種被稱為“F-POSS”的特種防水分子混合制成。它可以很容易地噴涂到幾乎任何表面上，并且具有輕微的橡膠紋理，使其比其前輩更具彈性。

值得注意的是，如果受到損壞，該涂層可以自愈數(shù)百次！

據(jù)研究人員在最近發(fā)表的一篇文章中寫道：即使在磨損、劃痕、燒傷、等離子體清潔、碾壓、超聲處理和化學(xué)侵蝕之后，它也可以恢復(fù)性能。

除了涂層自身形態(tài)的恢復(fù)外，該涂層可以化學(xué)自修復(fù)。如果從表面刮掉防水F-POSS分子，新的分子將自然遷移到那里以取代它們。因此，該涂料可以自行修復(fù)更新數(shù)百次，其愈合能力僅受其厚度的限制。

項(xiàng)目還形成了有助于研究人員優(yōu)化未來涂料的配方，以滿足特定應(yīng)用對成本、耐久性等因素的要求。

據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)與以往在該領(lǐng)域的研究截然不同的過程。“大多數(shù)材料科學(xué)研究人員集中精力確定一種具有耐用性和防水性的化學(xué)體系。而我們通過測量和繪制使防水涂料更具耐久性的基本化學(xué)機(jī)理來解決問題，其中一些結(jié)果使我們感到驚訝”。

例如，大多數(shù)疏水涂層由兩個(gè)主要成分制成：提供拒水性的活性分子和粘合劑。一般來說，研究人員認(rèn)為配方使用的組分材料更耐用，則會使整體涂層更耐用。但是該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，事實(shí)并非如此。

他們發(fā)現(xiàn)，比耐久性更重要的是稱為“部分混溶性”的物質(zhì)，或兩種物質(zhì)部分混合在一起的能力。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)關(guān)鍵變量是防水表面的穩(wěn)定性。

大多數(shù)防水涂料的工作原理是因?yàn)樗鼈兊谋砻婢哂蟹浅Ｌ囟ǖ膸缀涡螤?，通常是微觀柱狀。水滴棲息在這些柱體的尖端，在下面形成氣囊，從而導(dǎo)致水無法在表面牢固附著，并使其可以輕松滾動。但是這些微觀表面往往易碎——輕微的磨損、甚至水本身的壓力也會損壞它們。

該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)略微柔韌的表面可以規(guī)避這個(gè)缺陷——即使它看起來不那么耐用，但其柔韌的屬性使其能夠從損傷中恢復(fù)。

新的涂料預(yù)計(jì)將在2017年底之前在防水織物和噴涂涂層等領(lǐng)域應(yīng)用。