玻璃透明耐指纹技术研究文献综述

 2022-10-26 04:10
  1. 文献综述(或调研报告)

3.1指纹液的定义

指纹液体是水,水溶性组分和脂肪物质的混合物,指纹液具有比水更低的表面张力。这些液体的表面张力在20-50mN/m的范围内。酸性油酸是指纹液的主要成分,表面张力约为31.8mN/m。低表面张力是指纹液的决定性特性,导致其粘附在触摸表面上。

3.2防指纹手段

防指纹的实现通过最小化对水和油的表面润湿性来减少表面上的指纹粘附。因此,对于抗指纹应用,建议排斥具有低表面张力的液体的双疏或全疏表面。必须控制两个关键因素才能实现这些结果:表面能和地形。低表面能和功能表面粗糙度的协同效应允许空气滞留在液体下方的表面孔隙中。这种现象减少甚至防止表面润湿。为了实现这种润湿状态的稳定性和稳健性,表面重新被定义为显着改变润湿行为的第三个关键因素。

3.3微观粗糙结构来构建超疏水涂层

Huang等[1]已经使用多尺度纳米/微观粗糙结构来构建超疏水涂层(图1)。疏水性二氧化硅纳米粒子的存在能够增加水接触角。此外,纳米级粗糙度降低了水滴和表面之间的粘附力。这种现象是在平滑颗粒(图1(a-c))和具有纳米级粗糙度的颗粒(图1(d-i))之间接触角滞后的显着降低(约85%)的结果。这种效果改善了自清洁性能。应评估表面张力低的液体的表面排斥性,以拓宽其应用领域(例如防指纹应用)。

图1.在不同的SiO 2 /共聚物质量百分比下涂层的低和高放大倍数下的水滴和SEM图像的形状:a-c 0%,d-f 10%和g-i 30%[1]

3.4构建分层的蘑菇状微柱阵列

Lee等人[2]构造了分层的蘑菇状微柱阵列,其中纳米颗粒仅位于柱头上。双尺度凹入结构改善了微柱与二氧化硅之间的纳米孔之间的微孔中的空气捕获纳米粒子的能力。这种结构导致具有低表面张力(即小于30mN / m)的液体的超排斥表面。通过控制几何参数可以达到高透明度和超级两疏性。发现增加微柱的间隔比导致高透明度。作者特别指出,柱直径为5mu;m,间距比为3,导致最佳超两疏性和可见光谱中的透明度高于90%(图2)。实验接触角与通过Cassie-Baxter方程测量的接触角的比较表明润湿状态是Cassie-Baxter状态。这个结果证明了存在被困在液 - 固界面的空气。

图2.(a)蘑菇状微柱阵列(SR = 3)涂层载玻片上的(透明)橄榄油,(紫罗兰色)十六烷,(蓝色)水和(红色)EG液滴的照片(b)扫描电子显微镜的表面结构图像[2]

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