麻省理工学院：可拉伸防雾胶带适用于各种透明材料

【摘要】

表面润湿通过促进具有特定化学性质的薄膜冷凝来防止透明材料的表面起雾，但会受到材料和几何选择性的影响。与高湿度和机械负载相关的极端环境进一步限制了它们的防雾持久性。最近，麻省理工学院林少挺博士/赵选贺教授/陈刚院士团队报道了一种可拉伸的防雾胶带 (SAT)，可应用于具有不同曲率的各种透明材料，以防止持久起雾。

SAT由三个协同组合的透明层组成：i)具有大弹性恢复的可拉伸和坚韧层，ii)对环境湿度不敏感的持久防雾层，以及iii)坚固且可逆的粘合层。SAT 在高湿度环境中、在各种机械变形模式下以及更长的使用寿命（迄今已测试193天）中保持高总透射率 (>90%) 和低漫透射率 (<5%)。展示了两种应用，包括用于实现清晰无雾视觉的sat粘合眼镜和护目镜，以及用于高效太阳能淡水生产的sat粘合冷凝罩。< span="">相关论文以题为Stretchable Anti-Fogging Tapes for Diverse Transparent Materials发表在《Advanced Functional Materials》。

【主图导读】

图1 适用于具有各种曲率的各种透明材料的可拉伸防雾胶带(SAT)的示意图。

图2 可拉伸防雾胶带的表面和机械特性。

图3 紫外-可见-近红外表征。

图4 极端环境下SAT防雾特性的表征。

图5 各种透明材料的防雾特性。

图6 防雾眼镜和护目镜。a)可拉伸防雾胶带应用于眼镜和护目镜的工作原理示意图。b)得到的带有防雾胶带的眼镜贴在右侧玻璃的内表面上。c) 得到的护目镜带有粘在左侧护目镜内表面上的防雾胶带。d)眼镜在-5°C 温度下的室外起雾测试。e)护目镜室温20℃室内雾化试验。f)护目镜在-5℃温度下的户外起雾测试。(b-f)中的比例尺为 20 毫米。

图7 自然阳光下的室外净水测试。a)使用 LDPE-PAAm 作为冷凝盖以提高太阳能淡水生产的太阳能蒸馏器设计示意图。b) 2020年6月23日09:00 至20:00以原始LDPE薄膜和LDPE-PAAm薄膜作为冷凝覆盖层的两个太阳能蒸馏器的图像。c) 两个净水系统随时间收集的净化水2020年6月23日8:00至20:00，以原始PE薄膜和LDPE-PAAm薄膜为冷凝覆盖层。d) 原始LDPE薄膜和LDPE两个净水系统随时间收集的净化水2020年9月8日 8:00至20:00，PAAm 薄膜作为冷凝覆盖层，薄膜长期存放 77 天后。e) 在太阳能脱盐前后测量的主要离子 Na 、Mg2 、K 和 Ca2 的浓度。(b)中的比例尺为2.5 cm。

总结

受无处不在的雾气及其对环境和人类健康的威胁影响，该团队通过设计一种可拉伸的防雾带(SAT)来报告一种通用的防雾方法，该胶带可普遍适用于各种透明材料和光学设备的各种曲面 和太阳能产品。他们展示了SAT 优异的防雾性能，在高湿环境下，在各种机械变形模式（单轴拉伸、冲压和循环拖地）下以及超过90%的高总透光率和低于5%的低漫透射率。延长使用寿命（迄今为止已测试超过 193 天）。团队也展示了SAT在高效太阳能蒸馏器和个人防护设备方面的潜在应用。这项工作还通过利用聚乙烯薄膜和水凝胶的定制特性，提出了水凝胶在功能性柔性透明材料方面的新应用。

参考文献：

doi.org/10.1002/adfm.202103551