日本產業技術總合研究所(AIST)發表開發了一項製作容易且具有優異自行修復機能的透明防霧皮膜。
玻璃、塑膠等透明基材在高濕度環境下遭遇到溫度驟變的狀況時，表面會冷凝成液態小水滴，形成水霧，因而衍生汽車、建築物的窗玻璃能見度降低，或是醫療/分析設備、感測器、太陽電池面板的效率降低等問題。產總研一直致力於開發防止水霧形成的防霧處理技術，但利用既有製作方法需要數天以上的時間，且製作的被膜一旦損壞，自行修復時間則長達24～48小時。
在此次的研究中，產總研關注到工業用途所使用的整體混合法(Integral Blending)，此項方法是透過矽烷偶合反應對無機填料或微粒子進行表面修飾，並同時將其均勻分散在高分子中，即可在短時間內容易地製作出複合材料。產總研表示藉由利用整體混合手法，可無須對人造黏土粒子進行前處理。此外，僅須調整矽烷偶合劑(Silane Coupling Agent)的添加量，即可任意控制皮膜中氫結合與靜電相互作用的比例，透過提高氫結合比例，將可大幅縮短自行修復時間。
本次開發的技術則是將市售的聚乙烯氫吡咯酮(Polyvinyl Pyrrolidone)、人造黏土粒子、含胺基的水性矽烷偶合劑在水中混合後製作而成的前驅物溶液旋轉塗佈至基材上，只須加熱乾燥，即可製作出具有防霧性能的奈米複合薄膜。製作出的奈米複合皮膜在冷卻後暴露於高濕度空氣中也不會起霧，即使在嚴苛的環境條件下亦能長時間維持其防霧性能。此外，一般需要24～48小時才能自行修復皮膜傷痕，也僅需30分鐘就可達到幾乎完全癒合，並在3小時左右恢復原狀。主要是透過皮膜中各成分之間氫結合的弱相互作用而相互連結，因此可以縮短自行修復時間。
今後產總研計畫與企業展開合作，希望進一步提高新開發之奈米複合皮膜的硬度、耐久性及附著力，並將確認皮膜的安全性，並展開適用於曲面基材等物體之塗裝方法評估，期於3年內達到奈米複合皮膜實用化之目標。
資料來源：https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2022/pr20220808/pr20220808.html