南洋理工大学
当暴露于来自热水的蒸汽时，在未涂覆的塑料基材上观察到雾化(左)，而在涂覆的样品上没有观察到水蒸气冷凝(右)
鸣谢:南洋理工大学 新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)的科学家开发了一种新型涂层，当应用于塑料表面时，可以防止起雾和“自我清洁”，从而克服了频繁重复应用的需要
耐用的双层二氧化硅-二氧化钛薄膜涂层通过两步技术涂覆
首先，用氧等离子体处理塑料表面，这是清洁表面以提高附着力的常用工业方法
然后，使用脉冲激光沉积将薄的双层膜沉积在塑料表面上，其中激光束被聚焦以从预期的涂层目标蒸发材料，从而获得期望的膜厚度水平
与类似的工业方法相比，该方法在制造过程中提供了对薄膜厚度和结构的更好控制，并且产生了更高质量的薄膜
该涂层显示出对塑料表面的优异粘附性
当使用干酪布垫(光学涂层的标准测试)和使用玻璃纸胶带的粘附测试进行磨损时，涂层保持良好的耐久性
当水蒸气凝结成水滴在表面上时，可以观察到结雾，因此涂层的防雾性能通过凝结的水滴扩散成不阻挡视觉的均匀薄膜的速度来测量
在新涂层的实验中，数字快速帧成像显示水滴在93毫秒内扩散，比人类眨眼的平均时间100毫秒还要短
NTU团队的发现于2021年12月发表在同行评审的科学杂志《应用表面科学》上
克服临时防雾涂层的局限性 防雾喷雾和擦拭物在眼镜或眼镜佩戴者中是很受欢迎的产品，尤其是自从新冠肺炎疫情成为戴面罩的标准并且佩戴者寻求防止凝结模糊他们的视线以来
防雾涂层也用于太阳能电池板、挡风玻璃和显示器或在潮湿环境中使用的透镜
然而，目前市场上的解决方案，如防雾喷雾和擦拭布是暂时的，因为它们不能经受洗涤，必须定期重新使用
此外，它们的表面容易被灰尘或细菌污染，这意味着需要更换或维护
虽然其他地方的研究人员已经开发出了塑料防雾涂层，但它们被广泛采用的两个最大障碍是制造过程时间长和耐用性差，即塑料表面和涂层之间的附着力弱
这项研究的首席研究员之一，NTU材料科学与工程学院的陈忠教授说:“今天大多数防雾解决方案都是临时性的，功效有限
我们的团队展示了一种快速制作的方法，大约需要一个小时，并产生持久的结果，证明了其广泛实际应用的潜力
" 由于新设计的涂层具有持久的防雾和“自清洁”能力，NTU研究团队认为他们的创新提供了一个有吸引力的长期解决方案，以克服塑料雾化的问题，并可能降低成本和浪费
阳光照射下涂层“自清洁” 二氧化钛是NTU团队开发的涂层中使用的一种化学物质，具有光催化能力，这意味着它可以通过在阳光(紫外线)照射下与有机残留物反应并去除有机残留物来“自我清洁”
在实验室测试中，这种新开发的涂层具有“自清洁”能力，能够分解污染物(即
e
暴露在紫外线下一整天后，塑料表面上的细菌、污垢)
NTU国家教育学院自然科学与科学教育学术小组负责人、联合首席研究员Rajdeep Singh Rawat教授表示:“我们的创新有望用于各种光学组件的工业应用，例如监控摄像机保护罩
涂层的“自洁”能力使其成为一种低维护和无故障的解决方案，因为盖子可能不会被表面灰尘和污垢遮挡，从而为监控提供更清晰的视野
" 新开发的涂层还具有抗反射性，在常规塑料镜片上的可见光透射率高达89%，比没有涂层的相同镜片高出约5%
这对于在眼镜中使用特别有用，因为更高的可见光透射率允许更多的光穿过塑料并到达眼睛，从而允许更大的清晰度
这项研究的第一作者孙晔博士
D
MSE学校的学生说:“报道的结果证明了我们涂层的多功能性
它是抗反射、防雾和自洁的
此外，该制造方法快速且易于实施，具有很高的耐用性
这使得我们的创新在其他防雾方法中独树一帜，这些方法往往以功能有限的涂层告终
"
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