陕西科技大学：用于建筑物和文物表面保护的高效多功能复合涂层

2025-11-26 15:51:42 作者：涂料驿站来源：涂料驿站分享至：

露天建筑和文物由于微生物、有机污染物和雨水的侵蚀，表面会逐渐老化，从而缩短了使用寿命。常见的清洁方法，如人工擦拭和高压水枪冲洗，费时费力且受环境条件限制。研究人员正在探索使用防污涂层作为解决方案。然而，传统有机防污涂层毒性高，容易造成二次环境污染。因此，如何利用环保型涂层实现建筑物和文物的自清洁保护，已成为具有经济价值和实际意义的研究方向。

聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种典型的硅烷材料，因其表面能低且环境友好，被广泛应用于疏水保护涂层的研究中。然而，PDMS本身的疏水性并不足以实现多功能防污性能，如抗紫外线老化、分解液体污染物和防微生物等。通过将疏水性与光驱动污染物分解相结合来提高PDMS的防污性能，是一种很有前景的方法。

近年来，对PDMS防护涂层的改性进行了大量研究。尽管取得了显著进展，但要在户外环境中同时实现超疏水性、抗紫外线性、抗菌以及高效分解液体污染物仍具有挑战性。迄今为止，将这些特性整合到具有平衡性能的单一材料中，仍存在明显的困难。

近期，陕西科技大学伍媛婷团队采用喷涂工艺，成功制备了一种具有超疏水性、抗紫外线、抗菌和防污性能的有机-无机复合涂层，旨在为建筑物和文物提供多功能保护。

利用微米颗粒岛（TiO₂/Bi₂SiO₅/Bi₁₂SiO₂₀）、光子晶体微球（SiO₂）和粘合剂（PDMS），通过刷涂和喷涂技术，在玻璃片上制得具有多层结构的PDMS/SiO₂/TiO₂/Bi₂SiO₅/Bi₁₂SiO₂₀复合涂层（简称STB）。

所制备涂层的接触角为156.5°±1.4°，滚动角为5°±0.6°，表现出优异的超疏水性。该涂层具有光驱动抗菌性（对大肠杆菌99.0%，金黄色葡萄球菌99.3%）和防污活性（对罗丹明B为96.6%）。该涂层增强了弱光线的利用效率，不仅具有优异的紫外线反射率（98%），而且还同时保持了优异的光驱动抗污性，有效解决了紫外线防护与光驱动抗污性之间的矛盾。此外，该涂层还具有优异的机械性能和良好的环境适应性。

本研究成功地在防污保护涂层中实现了理想性能的平衡，并为制备具有多功能、一体化和自清洁性能的建筑物和文物临时保护涂层提供了一种新策略。

保护机制

STB-5多功能保护机制图。

数据来源与出处

相关研究成果以“Enhanced efficiency multifunctional coatings for surface protection: The balancing effect of monolithic layered structures”为标题发表在《Surface & Coatings Technology》上。

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