眼鏡起霧有望改善？　科學家開發新型多功能涂層

為解決上述問題，新加坡南洋理工大學團隊設計了一種全新的透明薄涂層，將它用在塑料鏡片表面，不僅不會產生起霧現象，還能在陽光（紫外線）條件下進行“自清潔”。

2021年12月22日，相關論文以《透明的機械堅固的多功能防霧涂層》為題發表在Applied Surface Science上。

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從左至右為陳忠教授、博士生孫曄、拉杰迪普·辛格·拉瓦特教授

該論文共同通訊作者、新加坡南洋理工大學材料科學與工程學院陳忠教授認為，這種新型涂層的耐擦拭及“自清潔”能力是該技術的最大優勢。

那么，這種新型涂層是如何起到防霧效果和“自清潔”的呢？

具體來說，首先，這種新型透明涂層是雙層二氧化硅/二氧化鈦，它在聚碳酸酯基底上形成。該技術采用與工業清潔表面相同的方法，即室溫氧等離子體處理。通過氧等離子體處理改變了聚合物表面化學性質，使其二氧化碳與抗霧涂層的附著力增強。

其次，薄膜是通過脈沖激光聚焦在涂層目標材料上蒸發沉積而成，其厚度及特性可通過參數來調控。

新型涂層還表現出超親水性，通過光催化降解亞甲基藍和油酸，證明了其自清洗能力。研究人員通過交叉劃痕和擦拭磨損實驗，證明了該涂層的附著力較強和機械堅固性。

無涂層（左）與涂層在熱水上方的起霧效果對比

此外，該涂層還具有光催化能力，這意味著它可利用陽光（紫外線）照射和細菌、污垢等發生反應，并可有效去除殘留物，達到“自我清潔”的效果。

在實驗室測試中，經過24小時的紫外線照射，這種新型涂層可將塑料表面的污染物（細菌、污垢）進行分解，表面該涂層具有“自清潔”能力，并可持久保持。

對此，該論文第一作者、新加坡南洋理工大學材料科學與工程學院博士生孫曄表示，新型涂層的成分二氧化鈦具備光催化能力，可以在紫外線照射下將有機物進行分解。因此，只要照過陽光（紫外線）便能一直保持防霧的特性。這種實現途徑與以往研究相比實現得更快、更簡單。

據悉，該研究最大的難點是研究人員需要不停地調試實驗參數，以達到理想的表征。該團隊通過試驗發現，這種新型涂層具備抗反射性，相關測試結果顯示，在普通塑料鏡片上的可見光透光率為89%，與無涂層的同一鏡片相比，其透光率高約5%。

更高的可見光透光率意味著，在實際應用時，使用新型涂層的透鏡表面將實現更高的清晰度，為解決透鏡的起霧問題提供了新方法。

這種新型涂層的應用除了眼鏡，還包括醫療、交通、能源領域等，例如醫用護目鏡、顯示器、監視攝像頭、路鏡、汽車反光鏡等。

在塑料表面有5μL的水滴的光學圖像，水在100ms范圍內的擴散行為

該論文共同通訊作者、新加坡南洋理工大學國家教育研究所自然科學與科學教育學術小組負責人拉杰迪普·辛格·拉瓦特教授對媒體表示：“我們的創新很有希望用于各種光學元件的工業應用，例如，相機攝像頭保護罩。涂層‘自清潔的能力使其成為一個低維護和無故障的解決方案，使覆蓋物可能較少地被表面的污垢所掩蓋，為攝像頭提供了更清晰的視野。”

目前，該技術已申請新加坡的相關專利。下一步，該團隊將進一步優化各項可靠性指標，并在嘗試將這種新技術進行產業化落地，正與相關公司接洽合作事宜。（綜合整理報道）（編輯/克珂）