疏水疏油、親水親油等新型納米塗料漸漸在日常生活中出現
抽油煙機油汙厚重、窗玻璃水漬明顯、車頂汙跡縱橫,桌面指紋交錯……這些生活中的「小問題」早已成為人們習以為常的現象。然而,很多人還不知道的是,這些問題已經可以逐步得到解決。廣州華南新材料創新園的新材料創新團隊已研發的具有疏水疏油、親水親油等新型納米塗料,使人們得以用一張紙巾即可輕鬆清理家用電器,同時還能解決各行業的現存「痛點」。
隨著消費水平的升級,納米塗層技術已經有望變為「剛需」。未來,喝酸奶不再需要舔蓋子,手機屏幕可「自我」修復。
文/廣州日報全媒體記者陳馨 文靜
圖/廣州日報全媒體記者蘇俊傑
喝酸奶不用舔蓋了?
納米塗層黑科技滲入生活細微處
「一句話證明你是土豪?我喝酸奶不舔蓋!」這句玩笑話曾一度在「90後」中流行。先不說「舔蓋」時的滿足感,只說喝酸奶如果不撕開蓋子來舔蓋,大概有15%~20%的殘留量,造成一定的浪費。生活中隨處可遇到這類無傷大雅卻又隱隱「膈應」的小事兒,比如化妝水在用到最後,2000元的產品可能有300元是無法全倒乾淨,小小的瓶口又不允許用手去掏,只能無奈丟棄。
現在,解決這些「膈應」的方法已逐步浮現。「目前實驗室正在研發一項食品級的超疏水超疏油納米塗層,用蜜蠟來做,塗在酸奶盒子內壁,是不會沾酸奶的,真的可以把它全部喝掉。」廣州希森美克總經理蔣衛中告訴全媒體記者,「如果在化妝品瓶罐的內壁做了超疏處理,2000元的產品能倒得很乾淨。但是也有一個不好的地方,以前倒得慢,一瓶可用兩個月,現在倒得快了可能一個半月就用完了。」
這種超疏水、疏油的技術是如何做到「一滴不沾」?全媒體記者了解到,這種技術借鑑自然仿生原理,就像荷葉超疏水的表面,使用納米改性技術構造獨特的微納結構,鎖住空氣,防止水將表面潤溼,水滴在表面上形成一個球形,無法附著基材表面,從而達到超清潔、超抗汙效果。
記者在實驗室看到,在塗了超疏水疏油納米塗層的試驗板上,傾倒水迅速凝成水珠滑落,而食用油、蜂蜜也宛如凝固塊狀般「來去無痕」,以手試之,幾乎未留下任何溼潤或油膩。他們還通過納米塗層技術解決了不少常見得幾乎令人以為「本就該如此」的生活問題,如廚房裡的抽油煙機經年累月沾染厚重油汙,難清潔不說,還因此噪聲大作,怎麼辦?疏水疏油塗層技術,能讓清潔變得容易,不需用清潔劑,一張紙即可讓電器「煥然一新」。
但僅僅保持表面清潔,萬一遇到碰傷、劃痕怎麼辦?團隊負責人表示,目前正在研發「自修復」納米塗層產品,可以在汽車、手機屏等表面形成彈性體,做到「秒修復」。這種「秒修復」的原理在於塗層中有兩種補給,一種是能量補給,在表面有劃傷時用開水倒上去,就可「自修復」;一種是物質補給,塗層中有一些細小的微膠囊,一旦被劃傷就會擠破,分泌出肉眼不可見的物質來「縫合傷口」。但目前這項修復技術有一定的限制,如果受損過於嚴重,暫時無法修復。記者更了解到,應用於汽車表面自修復產品將推出市場。
不過,要讓碎成幾片的物品比如茶杯重新「長」到一起的技術,還需要3~5年的時間。「所謂黑科技,就是可以慢慢改變我們的生活。好的技術應該讓生活變得更簡單,讓大家都用得起。」蔣衛中如此表示。
輕輕一塗
「塗掉」行業痛點
全媒體記者了解到,除了能夠滲透於家居生活細微之處,納米塗層技術還可應用於交通、建築、電力等各個行業,解決了這些領域的「痛點」,甚至對這些行業發展起到一定程度上的推動。例如超疏水超疏油納米塗層技術,目前全球只有希森美克團隊和美國ultraeverdry公司能夠大批量工業化生產。據介紹,以往飛機每回到機場就得重上一次噴漆,時間成本和資金成本都很高,目前國內研發團隊正在研究「噴一次管百次」的塗層技術,將能大幅提高噴漆效率。
除此之外,易清潔疏水疏油技術也應用在高鐵、動車、地鐵上,有自潔、防汙、不沾灰的功能;在建築外牆、內牆及玻璃幕牆上使用功能性納米塗層技術,從根源上極大地節省了清潔成本等。
信息科學技術、生命科學技術和納米科學技術被認為本世紀經濟發展的三大支柱產業。其中,納米技術又是信息和生命科學技術進一步發展的基礎。未來,納米技術和納米材料將向新材料、微電子、計算機、醫學、航天、航空、環境、能源、生物技術和農業等諸多領域滲透。業內人士指出,縱觀全球,目前納米科技在歐、美、日、韓已發展多年,而我國不少納米科技研究尚處在起步階段。目前,納米塗層在國外多應用於醫療、建築、交通等領域。
業內人士看來,與國外相比仍有一定差距,但是國內市場擁有巨大的發展潛力。目前,「納米材料與器件」已被列為發展重點之一,重點圍繞傳統納米材料的提升和新型納米材料的研發,將著力解決納米材料產業面臨的重大共性問題,在核心納米材料的設計、生產工藝流程的優化,以及關鍵技術和裝備的開發三個方面形成突破。
直指長效性問題
模擬20000次清潔場景測驗「保質期」
那麼,這種納米塗層能夠保證多久的效果?這就涉及到一個「長效性」的問題。事實上,納米塗層這個名字對於大眾,並不陌生。蔣衛中坦言,「這類型納米塗層技術,有團隊做得比我們早,但是他們在工業端沒有解決一個『長效性』的問題,而我們的技術更著重於解決以上的問題。」
據了解,為解決納米塗層的長效性問題,研發團隊對核心樹脂做了改性,接枝不同的透明納米顆粒譬如ZrO2、Al2O3、SiO2、TiO2,讓塗層具有一定的硬度、耐磨和熱穩定性。
除之以外,為保證產品具有一定的長效性,團隊可以幫助不同領域的使用者制定企業標準,通過一些加速實驗(傳統的說法是「老化實驗」),以100~200個小時甚至1000個小時來模擬終端用戶使用產品多年的場景。
簡單來說,「例如我們需要測驗塗層的耐磨性,假定一個家庭主婦一天搞5次衛生,一年大概就是1000多次,十年則是10000多次,那我們做20000次。我們的標準是讓機器以一個固定的力氣,並使用百潔布加洗潔精去擦該塗層20000次,看它表面是否缺陷,是否有劃痕,易清潔性能是否下降,如果沒有問題,那證明它的使用時間保證在5~10年。」
據悉,目前在業界,納米塗層產品包括前端和後端兩方面,前端即工廠端,在出廠之前就要保證納米塗層能夠具有3~10年的壽命。而所謂後端,則是面對大眾消費者,因為他們無法將已購買到家中的電器,像在工廠中一樣加熱,因此只能用後期塗抹的方式,而這類型的新塗層就要保證1~2年的壽命。
從「非剛需」到「剛需」
納米塗層市場前景可觀
一天之中,你一共花多少時間打掃衛生?「下了班就累得癱在沙發上刷朋友圈刷抖音,只想躺著,哪還有心情打掃衛生!」這是大部分都市年輕人的心聲。
在生活節奏還沒有如此快速的時候,納米塗層這類新材料技術還是一個「非剛需」市場。下了班還有大量的時間使用,慢悠悠地哼著歌打掃衛生也稱得上是一種「愜意」。然而,隨著都市生活節奏越來越快,因此產品的自清潔、易清潔功能就變得越來越重要。
除了帶來個人消費級領域的變化,在建築市場同樣有著迫切的剛需。「在國內,以往絕大部分建築的玻璃幕牆都沒有做過自清潔處理。但是現在大家逐漸意識到它的必要性,因為隨著在人力成本增加,再加上需要高空作業,安全問題也亟待解決。因此,利用新材料而非簡單的人力,讓建築玻璃外牆『自清潔』,並長時間保持亮麗清潔,越來越受到市場的關注。」業內人士表示。
近幾年來,納米塗層技術逐漸往「剛需」方向走。據了解,目前功能性納米塗層技術,在廚電、家電、衛浴行業需求量超100億元,在交通運輸、新能源行業超200億元,在建築、電力行業超350億元……
對於國內對納米新材料的研發,由於納米塗層技術的專業化程度較高,而且需要投入的成本較高昂,因此許多科技公司處於「不會做」也「不願做」的狀態。在廣東,納米塗層技術目前主要應用在手機行業,在其他行業則較少,對於一家有意願研發相關技術的團隊而言,並沒有太多經驗可供借鑑。
據了解,廣州希森美克自2014年至今,在研發上已經投入了近2000萬元資金。之所以願意投入資金開啟一些外人看來「吃力不討好」的實驗,一個原因是在整體的創新創業環境下,政府給了較多的支持,讓研發團隊能夠放開手腳「招兵買馬」,購買設備,並在技術上做出更新的探索。
目前,研發團隊有15人,並且有來自於中山大學、廣州大學、復旦大學等知名高校的教授提供相關設備和技術支持。
記者觀察:
作為一個新興行業,納米塗層技術行業並無一個通用的行業標準,許多公司都在摸索中前行,單對單地為品牌制定個性化標準。據了解,廣州這家科技創新團隊計劃在今年牽頭納米塗層行業協會,讓更多人一起進入到該行業中來,從而推動整體的發展。儘管納米塗層在工業級、消費級市場已經逐步由「非剛需」逐漸走向「剛需」,但外界對納米塗層的認知還有待提升,而這也是一個新興行業必須面對的問題,因此,仍有較長一段路要走。
來源：廣州日報