坚固透明的水凝胶涂层用于持续防雾！

原创水凝胶水凝胶 2022-07-04 19:46

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具有防雾性能的薄膜可用于从制造业到农业的广泛领域，例如屏幕、相机镜头和温室薄膜。近日，科研人员使用一种含有聚乙烯醇、海藻酸钠和甘油的溶液以及悬浮的二氧化钛纳米粒子，利用刮擦技术在聚乙烯基材上涂覆防雾膜。由于聚合物具有出色的水合能力，由此产生的亲水涂层具有出色的防雾、自修复和防污性能。该涂层在长时间的高温和紫外线照射下（ 40°C 17 天和 192 小时 1.27 mW/cm ² 紫外线辐射）也能保持良好状态。此外，当暴露于 30 g 沙子从 10 到 40 cm 的高度冲击，户外 18 天，在极性和非极性溶剂（无水乙醇、异丙醇、正己烷和正十六烷）中浸泡 1小时时，亲水性和防雾性能保持良好。使用这种简单的施工方法，可以成功地为不同的柔性/刚性基材，如 PET、PC、PVC 等涂上防雾膜。

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方案 1. 防雾PE膜的制作示意图。

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图 2. a) 将 PSTG 涂层和 PSG 涂层暴露于 365 nm 紫外光 20 分钟前后的 20 μL 甲基蓝溶液 (10 ppm) 的光学图像。b) PSTG 涂层的防雾性能（上）和涂层 PE 在空气中的水接触角（下）。c) 裸 PE 和涂层 PE 的 UV-Vis 透射光谱。

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图 3.a) 连续暴露于 365 nm 紫外线照射 192 小时后的 WCA。b) WCAs 在涂层 PE 下进行测试，在烘箱中（80 ℃）连续热处理。c) 冲砂实验示意图。d) 涂层在不同冲刷高度下暴露于 30 g 砂中的防雾等级指数。e) 显示 PSTG 涂层在暴露于各种溶剂 1 小时后的水接触角和防雾等级指数的图。f) 测量薄膜附着力的横切法，胶带剥离前（上）和胶带剥离后（下）。g) 毛坯和附着涂层在各种溶剂中浸泡 1 h 后的防雾试验。h) 各种温度下的空白和粘附涂层的防雾测试。

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图 4. a) 自修复复合涂层的示意图。b) PSTG 涂层愈合前后的 SEM 照片。c) 手术刀切割和愈合后裸露 PE 和涂层 PE 的 UV-Vis 透射光谱。

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图 5. a) PSTG 涂层自清洁示意图。b) 从裸露的 PE 和涂层的 PE 中分离出来的大豆油（用油红染色）的光学照片。c) 涂层 PE 的水下动态滑动角。

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图 7. a) 温室薄膜结构示意图。b) 暴露在户外几天后的防雾测试空白和粘附涂层。c) 涂层的 WCAs 放置在室外，绿色区域阳光充足，橙色区域下雨。d) 光强测试示意图。e) 不同热雾时间下空白 PE 和涂层 PE 的光强度。f) 涂层PE在不同温度下的平均透光率。g, h) 100 ℃热雾化 1 h 后的空白（左）和涂层（右）温室薄膜的图像。

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相关论文以题为 A robust and transparent hydrogel coating for sustainable antifogging with excellent self-cleaning and self-healing ability 发表在《Chemical Engineering Journal 》上。通讯作者是福州大学张卫英副教授 , 赖跃坤教授。

参考文献：

doi.org/10.1016/j.cej.2022.137879

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