Polymerbeschichtungen werden häufig als Schutzschicht in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. als Oberflächenkorrosions-, Durchdringungs- und Schlagschutz. Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Beschichtungen, wie z. B. der Schlagfestigkeit, ist wichtig, aber unter den Bedingungen der vorhandenen Materialsysteme und -prozesse eine Herausforderung.
Inspiriert durch die Bottom-up-Herstellungs- und Energiedissipationsmechanismen natürlicher Organismen betrachteten die Forscher vier entscheidende Faktoren beim Materialdesign (chemische Zusammensetzung, Nano-/Mikrostruktur, Architektur und Herstellungstechniken). Als Schutzmaterialien entwickelten sie eine selbstfaltende, fotohärtende Beschichtung, die aus einer mikrophasengetrennten Struktur mit einer graduell vernetzten Architektur besteht.
Die durch Photopolymerisation induzierte selbstfaltende Oberflächenmorphologie und die intrinsische Gradientenarchitektur, die durch Gradienten-vernetzte Polymernetzwerke erzeugt wird, sind entscheidende Faktoren für die Energiedissipation und Schlagfestigkeit der ausgehärteten Beschichtung und sorgen für mechanisch verbesserte Eigenschaften, die sowohl theoretisch als auch experimentell verifiziert wurden .
Im Vergleich zu den hochentwickelten Werkzeugen (z. B. Formen, Nano-/Mikroprägung, Laserablation und Softlithographie) wurde diese selbstfaltende Beschichtung durch denselben einstufigen Ansatz wie die herkömmliche fotohärtende Beschichtung hergestellt, was neue Möglichkeiten eröffnet für fotohärtende Beschichtungen.
Die Arbeit ist veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaftsbulletin.
Mehr Informationen:
Jin Li et al., Selbstfaltende Beschichtung für Schlagfestigkeit und mechanische Verbesserung, Wissenschaftsbulletin (2023). DOI: 10.1016/j.scib.2023.08.021