創新防污塗層：保護、修復功能雙全

文 : 廖卓怡

姚希博士（左）及其團隊研發的自修復防污塗層，可提升醫療、航天等設備的耐用性。 生物醫學系副教授姚希博士及其團隊用了近三年時間，研究「具有損傷修復特性的防污塗層」。這種先進塗層具有高光學透明、高機械強度、疏油性強及介面黏附良好等特性，能牢固地黏附在紙張、鋁、銅、塑膠等不同基底上以提供保護，並且在遭受機械損傷時，能在短時間內快速自動修復。

這項突破意義重大，因為防污塗層對很多行業來說都很重要。醫療器材、汽車、電子產品等都會塗上起保護作用的防污塗層，以防止液體黏附。自修復材料屬於智能材料，主要應用於導電塗層、電子封裝塗層、耐刮擦塗層等領域，尤其是在極端或難以維修保養的環境中使用的設備及裝置，例如航空、航天、航海、醫療設備及機械人等。

不過現時市場上仍未有結合自修復及抗污特性的技術或產品。姚博士說：「我們的材料特別適用於對微小機械損傷比較敏感的情況，有助延長材料或器材的使用期。」

在新研發的自修復防污塗層上劃一個十字創口（左圖），一段時間後可恢復得完好無缺（右圖）。 例如，內窺鏡用的導管及血液透析導管等柔性醫療導管，表面容易被細菌黏附。如果導管表面出現微細裂縫，便有造成血管破裂或外來物滲入血液的危險，引致凝血及增加手術風險。姚博士說：「自修復防污塗層有助防止這些情況發生。」

現時的防污塗層一般由較為昂貴的含氟化合物製成，每公斤成本約2,000至3,000美元。姚博士說：「我們研發的塗層以無氟有機矽製造，成本比現有防污塗層低，每公斤約300美元而已；而且有抗多種油漬黏附和易清潔的特點，勝過現有的自修復材料。」

有關項目於2019年初獲創新科技署撥款130萬港元資助；同年11月更榮獲香港創新科技及製造業聯合總會頒發的「香港創新科技成就大獎暨亞洲國際創新發明大獎2019」金獎。

研究團隊已申請了美國專利，目前正與香港和內地的電子設備生產商及新材料公司合作，研發產品原型，將該技術產業化並推出市場。姚博士說：「市場對這種新物料需求甚殷，目前我們正在研究材料在不同情況下的功效和使用壽命，以改進材料配方，滿足特定需求。」

研究項目已刊登在學術期刊《科學進展》上，題為「與基材緊密黏合、破壞快速癒合、油質易於滑動的超分子矽塗層」。

圖A：製備塗層的過程是先將矽氧烷低聚物料粒加熱熔化，再澆鑄到目標基底上。

圖B：超分子有機矽與基材之間強烈的氫鍵相互作用，可以令塗層牢固地黏附在各種基材上。