在塑料、金属以及纸张的表面。“每种成分(颗粒)都有特定的性能和用途,” Ramsey说。但总体上来讲这种涂层中还有纳米金属氧化物颗粒或其他类型的纳米颗粒。这些纳米颗粒通常都会和一些在氨基钾酸脂及环氧树脂涂层中常用微米尺寸的添加剂复合使用。
进一步而言,其他类型的颗粒也会有其用武之地,尤其是当材料供应商找到了更好的生产方法的时候。Bayer Material Science公司上个月宣布,他们找到了一种生产5纳米厚多层纳米碳管的新方法,现在他们已经能够使用这种方法给潜在用途生产样品了。尽管其他公司也能生产这种类型的纳米碳管,但是Kumpf相信Bayer的产品与其他产品相比具有价格优势——虽然现在确定碳管的单价还为时过早。
除了在涂料、涂层中使用纳米粒子以外,纳米表面改性也具有很大的发展前景。Surface Engineering公司就正在致力于这方面的发展,该公司能使用气相沉积法在陶瓷、橡胶以及金属基体的表面沉积上一层纳米薄膜。“你可以把我们的系统想象成一个原子喷涂罐(原子喷枪)。”材料学家,Surface E
ngineering的创始人Todd Schlesinger说。这些纳米薄膜的厚度为几十到几百个纳米不等,薄膜的用途不同,其厚薄也不一样。“纳米薄膜的好处就是,它能在不改变基体尺寸和力学性能的基础上提高部件的表面性能。” Schlesinger指出。这一点对于小尺寸以及精密部件——公司为他们的一个医学用户制造的镍钛合金支架就是一例。

将Surface Engineering的技术称做涂层技术或许容易让人产生误会。Schlesinger指出从微观上来讲,部件表面的纳米薄膜与涂层是不一样的,它们镶嵌在基体表面的缺陷中。“薄膜与基体表面间没有明显的边界。”他说。
提高性能
在涂料和涂层,纳米粒子或纳米薄膜的应用能提高材料的多种性能。以Surface Engineering为例,Schlesinger正致力于提高橡胶以及工程陶瓷如氧化锆和氧化铝陶瓷的摩擦系数。Schlesinger称,这些含氟聚合物的纳米薄膜能将陶瓷对陶瓷的摩擦系数从0.7降到不到0.1 。
同时,在涂料方面,纳米技术则致力于改善涂料的耐擦伤性能。PPG公司就发展了一种汽车用纳米透明涂层。DuPont和BASF公司也正致力于发展它们的纳米透明涂层产品。
纳米技术对耐擦伤性能究竟有什么影响呢?Matheson列出了使用纳米二氧化硅颗粒抗擦伤的两种方法。其中一种是,对涂层进行设计,使得高硬度二氧化硅颗粒停留在涂层表面,防止涂层被刮伤。而DuPont公司则倾向于使用另一种方法。这种方法将二氧化硅颗粒均匀的分布在整个涂层中,这些弥散的颗粒能阻止滑痕长大,将其控制在肉眼看不见的尺度。“滑痕是有的,只是肉眼看不见而已。” Matheson说。
纳米颗粒还能提高涂层的胶联密度,使涂层变得更牢固。十多年前,GE Silicones公司就开始使用尺寸不到100nm的硅胶来提高塑料表面硬膜的联接密度及抗擦伤性能。据该公司的全球经理。Haroula Reitz称,这些应用了纳米技术的硬膜在tabor haze实验中的耐磨损性提高了两个等级。
使用注塑成型法获得纳米表面
较长一段时间内,含有纳米添加剂的材料都不会很便宜——如果它有便宜的那天的话。因此我们需要把这些昂贵的原料用在部件的表面——即涂层上。也许表面才是纳米技术的真正归宿。最近,BASF的研究人员发展了一种新的方法,它有可能使纳米材料变得便宜。
他们相信,共注塑成型法就能担当此任。这种方法能将一种热塑性塑料密封到另一种热塑性塑料中,并使用它们生产部件。该工艺使用一个带有第二喷腔的单射注塑机,可将一种低性能的塑料“埋藏”在另一种高性能塑料的外壳内。这种策略可用来制造厕所马桶,使用它可以在较廉价的可再生塑料的表面包上一层昂贵的纯料。
据BASF公司加工工艺部门的技术部门经理Rainer Klenz称,共注塑成型同样也适用于昂贵的纳米材料。他指出公司已经成功的使用共注塑成型技术在普通的乙缩醛树脂表面喷涂了一层含有纳米碳管的乙缩醛。由于外壳材料中含有纳米碳管,这种工艺得到的部件具有导电性能。
但是,导电性能只有那些含有纳米碳管的由导电材料制得的部分才有。“如果你不需要整个都填充有纳米碳管的话,也没必在这上面花冤枉钱”BASF的商用技术主管Mark Minnichelli称。
她说,GE Silicones公司接下来将在其生产的硅胶中