表面塗料國際發展趨勢

 

刊登日期:2017/9/25
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魏宇昆/工研院材化所

表面塗料相關國際盛會---2017膠體研討會6月間於西班牙Melia Sitges飯店的會議中心舉行,與會人員來自全球50多個國家,報名人數達320人(圖ㄧ~三)。四天研討會期間,探討了膠體材料/軟物質、奈米材料、生質、奈米醫藥等議題,其中,對於介面現象,例如表面吸附、催化/電化學、表面濕潤、介面物質排列與自組裝現象等均有最新研究論文發表。此外,有關藉由外力作用調控表面物質分層分布、類分子構造奈米膠體的可再現製造技術與自組裝現象等研究也是新一代塗料技術關心的重點。
筆者參與的研討會重點包括:(1) 親疏水表面濕潤相關研究進展;(2) 藉由外力作用調控表面物質分層分布;(3) 類分子構造奈米膠體的可再現製造技術與自組裝現象研究,均是新一代塗料技術關心的重點,本文將整理相關研討會的主要內容分享。
一、表面親疏水處理技術
(1) 無毒性物質超疏水表面至超親水表面處理技術
英國Swansea大學Alexander博士採用非氟素成分長鏈高分支烷類改質奈米粉體,增加表面化學改質密度達到更佳超疏水的效果,另外以長鏈烷氧基改質亦可製備超親水表面。表面親疏水現象可任意由不同化學物質表面改質來調控(圖四~五)。

圖五、超親疏水製作方法示意圖
圖五、超親疏水製作方法示意圖

本技術特色在於,並無使用有害性的含氟化合物(PFOS、PFOA),使用天然酸類成分形成醚鍵改質,並且藉由分支狀化學物質篩選,調整緊密改質密度達到更高超疏水效果(圖六)。

圖六、不同分支結構對表面改質密度/疏水性之影響
圖六、不同分支結構對表面改質密度/疏水性之影響

(2) 藉由不同製程無需表面化學改質,可製備超親水與超疏水表面
南韓Ulsan大學Ngo博士研究發現,在製造表面氧化鋁塗層過程中,採用水熱法製造出來的氧化鋁塗層具有超親水性質,然而用低溫燒結製造出來的氧化鋁塗層反而具有超疏水性質(圖七)。值得注意的是,這兩種截然不同性質的塗層完全沒加入任何化學物質來改質。

圖七、以高溫燒結方式無須添加化學物質形成超疏水表面
圖七、以高溫燒結方式無須添加化學物質形成超疏水表面

二、外力作用操控材料分布
Italian Institute of Technology發表具磁性奈米粒子的製作,可與標靶藥物結合,利用外加磁場移動到特定位置,進行藥物釋放治療。其中也談到磁性奈米粒子一些有趣的自組裝聚合現象。此外,關於具磁性奈米粒子標靶藥物,工研院生醫所、台灣清華大學與英國Bradford大學亦有相關的研究發表,用於癌症的治療(圖八~九) ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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