智能塗料

智能時代來臨了，當你開着智能汽車，眼睛瞄着智能導航儀，手裏用着智能手機，商場選購智能電器，家裏安裝智能攝像儀，智能報警器，應順智能社會發展態勢，盡情享受智能化生活的時候，你是否注意到身邊色彩絢爛、特殊性能的塗料也在智能着？在一個處處皆是智能化的時代，智能塗料正在成為一股新鮮的塗料新勢力，其廣泛的應用前景則會為塗料工業創造一片前所未有市場空間。

至今15-25,000年前，克魯馬努人就是把動物的油脂或植物蛋白質與乾草灰混合在一起，塗抹在岩石洞穴的內壁上，誕生上史上最初的塗料雛形。直到距今60年前，我們還在用鉛白、植物油和催幹劑等合成牆面塗料，在温和的環境下，這種塗料的使用壽命可以達到3年左右。相對於塗料的歷史而言，智能塗料的概念是近年來提出的新概念。

之所以提出智能概念，是相對於傳統塗料而言，傳統意義上的塗料一般只具有保護和裝飾性能的塗層材料，通常這些性能是單向的，也就是説這種性能不能隨周邊環境的改變而做出響應，而“智能塗料”則恰恰反之，智能塗料可以對外部環境的變化以可控的方式進行相應的反饋，產生自適應的特殊性能，使塗層繼續保持有效。

主流的智能塗料主要有幾大類型，一類是環境反饋型，包括傳感塗料、熱敏和壓敏塗料等等；一類是納米應用型，包括自癒合塗料、光學塗料、超導塗料等等；一類是生物活性型，包括抗菌塗料、生物基塗料、光引發和生物引發塗料等等；還有一類是創新性的塗料材料，包括超級疏水塗料、自潤滑塗料和自我犧牲塗料等等。

英國紐卡斯爾大學所研發的監測橋樑等金屬結構疲勞情況的傳導型智能塗料，就在配方設計中加入了細微壓電材料晶體，當這種晶體受到拉伸和擠壓時，可產生與所受外力成比例的電信號，通過分析這些電信號，就可瞭解建材的疲勞程度。在使用中，只要在金屬結構表面塗覆該種塗料，再外塗一層導電塗層，當施加電壓時，塗料中的晶體與構件表面形成正確的角度，這樣金屬構件無論從什麼方向受力時，塗料都可產生相應的電信號，受力越大，產生的電信號越強。

2010年的美國化學學會上，科學家宣佈成功研製出了一種可以“感知”温度的智能塗料。將該材料塗抹在屋頂，不僅可以在炎熱的夏季反射太陽光，降低高昂的電費，而且當冷空氣襲來，還能轉變角色，把太陽能運輸到屋裏，保持室內的温度。在塗料製作過程中，廢棄食用油首先被液化為一種液態聚合物，與未經加工過的食用油不同，該聚合物不會散發出任何味道。在温暖天氣中，塗上智能塗料的瀝青屋頂温度將可以下降50-80%；而在寒冷天氣中，高温可提高80%。

塗料的發展與材料學，尤其是高分子材料的科學發展緊密相關，近年來興起的納米材料技術更加速了智能塗料的快速前進。除此之外，環境友好的環保要求，也很大程度的推動智能塗料在水性、無溶劑、高固、能量固化、粉末塗料等領域的突破。儘管未來塗料的發展領域不能被絕對準確地預測，但很清楚的是，隨着智能技術的不斷出現和微觀技術的發展，塗料產品的差異化，對社會的影響，將在未來幾十年裏出現戲劇性的變化，它將幫助我們塗畫更美的未來。

從智能塗料的研發來看，實現塗料性能的智能化可以通過三個基礎的步驟。首先是選擇添加劑，適合的添加劑需要具有獨特性能表現，足以滿足配方中對“智能化”性能的要求;其次是對塗料樹脂基料、顏料以及原料的選擇，此類材料從單個性能上無法滿足塗料的基本性能，但通過配方搭配可以滿足塗料的基礎性能，包括各種力學性能和抗性等;再次是實現塗料塗層對外面環境的性能反饋。