▪ 电子信息材料研发中心 Electronic Materials Center

电子材料研发中心聚焦柔性储能材料、特种功能纤维材料和新一代半导体材料等领域的工程技术开发,依托材料制备和应用领域的核心技术优势,推进研究成果的产业化。代表研究成果包括黑磷、智能微胶囊和玄武岩纤维。

 

Seeram Ramakrishna

剑桥大学材料科学工程专业的博士学位,哈佛大学接受综合管理培训,英国皇家工程院院士。英国皇家工程院院士,新加坡国立大学机械工程系的全职教授和纳米纤维和纳米技术中心主任。一直从事静电纺纤维在电池领域的应用研究以及可穿戴产储能器件的研制,对纳米纤维结构设计,二级纳米结构合成,电池和柔性器件的组装和测试以及器件反应/工作原理的揭示具备丰富的经验,其被业界尊为“纳米纤维静电纺丝之父”。

▪ 中心研究方向

1. 智能微胶囊
2. 特种功能纤维材料
3. 超界面材料及装备

▪ 中心成果

汽车玻璃超疏水涂层项目

技术简介

汽车玻璃疏水涂层是一种以网络化有机硅或其它原料为主的纳米防水涂层。该涂层涂层经自然干燥后,可与玻璃材质形成良好的层附着力,通过降低表面能,实现膜层表面不易沾水、不易积尘的功能,并因此而具备防眩光功能。

本项目的工作围绕汽车玻璃疏水涂层的研发、生产、营销展开。

汽车玻璃疏水涂层产品是武汉中科超疏水系列产品中的一种,该产品技术同样依赖于超浸润界面材料的研究。

技术原理

玻璃的易沾水程度(湿润程度,Wetting property)与使用寿命是衡量产品性能的重要技术指标。

基材的易沾水程度可以用水接触角来量化。接触角的定义方法是,在下图1中,通过气、液、固三相的交点O作一条气液界面的切线,这条切线与液、固交界线之间的夹角即是该液体在该固体基材表面的接触角。

智能微胶囊

微胶囊是利用有机或无机材料外壳包裹特定的固体、液体或气体芯材,制成微米甚至纳米级尺寸的颗粒。微胶囊对目的物芯材的原有化学性质丝毫无损,然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来,或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。微胶囊的直径一般为 1~500μm,壁的厚度为 0.5~150μm,已开发了粒径在 1μm 以下的超微胶囊。微胶囊粒子在某些实例中扩大到 0.25~1000μm。当微胶囊粒径小于 5μm 时,因布朗运动加剧而不容易收集;当粒径大于 300μm 时,其表面摩擦系数会突然下降而失去微胶囊作用,所以一般胶囊膜壁厚度为1-30μm,超薄壁微胶囊膜壁厚度为0.01μm。

智能微胶囊能够提高产品的稳定性,防止各种组分之间的相互干扰,可以有效减少外界环境因素(如光、氧、水)对活性物质的反应。通过搭配不同特性的壁材和芯材,智能微胶囊材料还能改变芯材向环境的扩散和蒸发速率,或者掩蔽芯材的异味,甚至实现对芯材的物理性质(包括颜色、形状、密度、分散性能)、化学性质等的智能控制。

智能体感织物便是利用智能微胶囊包裹特定温度下的相变材料细微液滴,制成微米或纳米级尺寸的微胶囊后植入织物纤维中制成的。通过感应体温,微胶囊中的相变材料自主进行吸热或放热,就使人体的体感温度一直保持在舒适范围内。

可擦除水性笔也是一种通过智能微胶囊墨水制作的文具,通过摩擦生热,改变微胶囊芯材的状态颜色达到显色和消色的目的。通过类似的机理,还可以制作出能广泛地应用于食品监控,确保食品在储存及运输过程中冷链的完整性的指示剂;这种指示剂在特定温度下超过设定的时间范围就会不可逆变色,以此保障每个家庭的食品安全。

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