一、参赛作品概述

展品名称：长效耐油泡的超疏液涂层

材料类别：仿生纳米功能材料

创作者名称：焦玄

所属学校：东南大学

参赛论文：Oil-immersion stable superamphiphobic coatings for long-term super liquid-repellency

二、展品简介

1、展品简介/创新点： 东南大学材料学院张友法团队与德国马克斯·普朗克高分子研究所William S. Y. Wong博士合作，采用传统喷涂工艺，利用氯硅烷为改性剂，制备出具有致密结构、长效稳定的超疏液涂层，可广泛应用于厨卫、原油运输、航运船体防污、油水分离等多个领域。

2、性质：水、油及多种低表面能液体(γ＜23.8 mN/m)静态接触角大约155°，滚动角小于2°。附着力0级，硬度＞2H，耐油污浸涂超过190天仍保持原有超疏液性能，物理化学性质稳定。

3、展品应用领域：可以广泛应用于油烟机内外部件、洗碗机腔壁、化石原油运输管道、油水分离器中防油污领域，也可用于远洋油轮、输运货轮船体抗菌防污，同时也可以应用于5G天线罩、军用雷达防水防潮等方面。

4、展品参数：

 

中文名	长效耐油泡的超疏液涂层	英文名	Superamphiphobic coatings with long-term super liquid-repellency
简称	长效超双疏涂层
展品性状	半透明涂层	展品工艺	喷涂、浸涂、辊涂
展品组成	复合底漆+功能面涂	展品特性	高温耐油浸泡190天、超疏液特性

三、科研笔记

“最长效的超疏油涂层”的诞生历程

师法自然，东南大学仿生纳米表面材料课题组一直致力于从“荷叶效应”、玫瑰花瓣、水蝇脚掌等动植物中获得启发，从科学角度阐述解释现象，而最重要的则是解决生活中实际困难。

中国人热爱饮食，中华文明有多久，则美食就得到了多久的传承。经过数千年的发展，人们除了满足对食物色香味的要求外，烹饪的环境也在不断改良，干净整洁、空气清新的环境也更利于身心健康，因此油烟机等产品应运而生。但是在长期使用过程中，由于油烟油雾的生成，会使得油污不断积累在设备的表面及内壁，影响外观的同时，严重降低了使用功效，且清洁过程费时费力，大幅度增加了资源及人力成本。超疏油涂层经过不断发展，其优异的自清洁和耐油污特性吸引了广大的学者和企业，希望能在油烟机风轮、油槽、油烟管道上拓宽其应用前景。

然而在使用过程中，由于长期浸泡在不同液体中，超疏油涂层会逐渐失去其防油污功能，因此提高超疏油涂层的长效稳定性已经成为仿生涂层领域亟待解决的问题之一。在课题组丰富的实验基础上，我们与德国马克斯·普朗克高分子研究所William S. Y. Wong博士合作，经过数月的沟通和试验验证，采用传统喷涂工艺，利用氯硅烷为改性剂，制备出具有致密结构、长效稳定的超疏液涂层。

通过底面复合及喷涂的工艺，利用丙烯酸和氟碳的复合树脂作为底漆，以全氟癸基三氯硅烷改性的纳米二氧化硅颗粒为功能涂层，制备超疏油表面，示意图如图1。该方法工艺简单，易操作，利于规模化批量制备，具有较大的工业应用优势。

图1 长效超疏油涂层结构及性能示意图

涂层对不同低表面能液体展现出优异的超疏液性能，与其他种类涂层相比，包括商业广泛使用的特氟龙涂层、Science报道的蜡烛灰涂层和普通氟硅烷改性涂层，具有致密结构的超疏油涂层在80℃条件下，经过190天油泡试验后，仍能保持明显的超疏油特性。

图2 涂层超疏液和耐油泡特性

 

本论文工作不仅受到国家自然基金（项目号52071076），the European Union’s Horizon 2020 (LubISS No. 722497)的项目资助，还与海信（广东）厨卫系统有限公司、博西家用电器投资（中国）有限公司开展合作，目前已经进入中间试验产品环节，在不久的未来便能将长效超疏油涂层实现高效产业化。