城大全球首创智能材料,具有极强的自我修复能力

现有的防污涂层由含氟化合物制成,成本较高(每公斤约2000-3000美元);加上为了达致长期应用,要求更高机械稳定性和抗刮擦特性,进一步推高制作成本。而自修复材料则是智能材料的一种,主要应用于导电涂层、电子封装涂层、耐刮擦涂层等领域,尤其在极端或难以维修保养的环境,如航空航天和军事海洋方面有迫切需求。而现时在市场上仍未有结合自修复及抗污特性的技术和产品。

香港城市大学团队再创科研佳绩!由城大生物医学系副教授姚希博士带领的团队成功研发出全球首创、具备自修复特性的防污涂层,而且成本比现有物料低逾八成。

智能先进涂层,辅助科技设备

这个创新研发的先进涂层,能牢固地黏附在不同的基底上以提供保护,并且在遭受机械损伤时,能在短时间内快速修复,使功能得以保持,有助提升医疗及航天等设备的耐用性。防污涂层还具有防止液体黏附、便于清洁的特性,主要应用于医疗器材、汽车载具、电子产品等方面。

城大全球首创智能材料,具有极强的自我修复能力

该研究项目名为“具有损伤修复特性的防污涂层”,于学术期刊《科学进展》上刊登,题为“与基材紧密黏合、破坏快速愈合、油质易于滑动的超分子矽涂层”

定位市场需求,解决两大痛点

现有的防污涂层由含氟化合物制成,成本较高(每公斤约2000-3000美元);加上为了达致长期应用,要求更高机械稳定性和抗刮擦特性,进一步推高制作成本。而自修复材料则是智能材料的一种,主要应用于导电涂层、电子封装涂层、耐刮擦涂层等领域,尤其在极端或难以维修保养的环境,航空航天和军事海洋方面有迫切需求。而现时在市场上仍未有结合自修复及抗污特性的技术和产品。

团队的研究发现,由氢键协助的低分子量寡聚体的动态交联及组装,是制作高性能自修复聚合物的最佳设计,因为它有可调节的连结动态、快速复原机制等特点。物料的机械性能也可透过改变聚合物主链的化学及分子比例,以及氢键的密集程度来调节。

城大全球首创智能材料,具有极强的自我修复能力

被划十字创口(左)和修复后(右)的涂层

姚博士及其团队由此研发出新型先进聚合物防污涂层,首次把自修复和防污两项特性结合,具有高光学透明、容易修复、高机械强度、疏油性及良好介面黏附的特性。姚博士介绍说:“与现有防污涂层相比,该聚合物以有机矽制造,不含氟,故成本较低(每公斤约300美元);与现有自修复材料相比,又有抗多种油渍黏附和易清洁的特点。”

姚博士还表示:“兼具防污及自修复特性的物料能令产品或器材更耐用,故市场对这种新物料的需求甚殷,尤其在仿生机械人、可穿戴电子产品、医疗及分子工程等范畴。”

姚博士及其团队在该项目的前期研究已花了近三年时间,最近取得突破。该项目于2019年初获创新科技署130万港元研究拨款;在今年11月更荣获香港创新科技及制造业联合总会香港创新科技成就大奖2019“亚洲国际创新发明大奖”的金奖。研究团队已就项目申请了美国专利。

城大全球首创智能材料,具有极强的自我修复能力

姚希博士

姚博士于2014年加入城大,其研究范畴主要为涂层和聚合物的表面和界面特性,及自修复材料的设计及制作。项目团队正与内地和香港的公司合作,对产品原型作进一步研发,将该技术产业化并推出市场。

科研的道路正是因为有姚博士这样专心研究的人才得以走的越来越顺畅,我们向所有的科研工作者致以最诚挚的谢意!

本文来自香港城市大学,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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