納米涂層是用于密封、保護(hù)或用來做顏色表面的涂層。納米涂層一般是液體，這種神奇的液體是由納米顆粒組成。納米涂層往往由石墨烯、碳納米管、納米SiO2（二氧化硅）、納米銀、納米TiO2（二氧化鈦）和納米ZnO（氧化鋅）組成。而這些納米粒子，以及涂層本身，都是有滲透性的，他們往往還具有抗劃傷性和高硬度。

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納米涂料的本質(zhì)上也是很好的防水劑。用了納米涂層的材料表面是防水或超防水的，也是很方便進(jìn)行清潔，除了防水劑外，納米涂料還可作為出色的防油劑（疏油的效果），這種涂層具有防污性和耐刮擦的能力。這些能力使納米涂層非常經(jīng)久耐用，從而成為許多行業(yè)的理想選擇，不管是從海洋機(jī)械的應(yīng)用到普通人家使用的汽車，還是從建筑行業(yè)的應(yīng)用到航空航天應(yīng)用。

我們很長一段時間以來，一直用傳統(tǒng)涂料保護(hù)材料的表面。與納米涂層相比，這些傳統(tǒng)涂層中的大多數(shù)表現(xiàn)都比較差強(qiáng)人意，時間長了，大多數(shù)涂層往往都需要維護(hù)或重新噴涂。

納米涂層是怎么研究出來的呢？這其實(shí)是仿生學(xué)的一種科技，納米技術(shù)實(shí)際上模仿或復(fù)制了一種稱為荷葉效應(yīng)的自然現(xiàn)象。這是一個自我清潔的過程，由生物的超疏水性引起。

我們來看下荷葉，因?yàn)檫@些葉子的表面非常防水，所以在表面上積聚的任何污垢顆粒都會被水滴迅速去除。

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這些葉子和其他天然存在的納米涂層的表面由于它們的微觀和納米級結(jié)構(gòu)而提供了這種效果。這種效果也可以在其他植物中看到，如金蓮花、仙人掌、甘蔗，以及某些昆蟲（如蝴蝶和蜻蜓）的翅膀。荷葉效應(yīng)不僅很好地幫助這些生物進(jìn)行自我清潔，而且還幫助他們保護(hù)自己免受真菌和藻類等病原體的侵害。

就像植物和昆蟲在荷葉效應(yīng)的幫助下保護(hù)自己一樣，納米涂層被廣泛用于從航空航天工業(yè)到食品工業(yè)，以保護(hù)不同的表面。

這種現(xiàn)象是由 Dettre 和 Johnson 于 1964 年在研究疏水表面時首次發(fā)現(xiàn)的。他們的工作后來發(fā)展成一個基于用石蠟和 PTFE 調(diào)聚物涂覆的玻璃珠實(shí)驗(yàn)的理論模型。Wilhelm Barthlott 和 Ehler 在 1970 年代進(jìn)行了一些進(jìn)一步的工作，自 1990 年代以來出現(xiàn)了許多生物技術(shù)應(yīng)用。

這些研究導(dǎo)致了人造納米涂層爆炸式的增長，從涂料到油漆再到屋頂瓦片、紡織品和其他可以保持干燥和清潔的表面。

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由于納米級固有的特性，納米涂層通常是多功能的，具有以下特性之一或組合：

耐刮擦和耐磨性

防靜電

防污

自清潔（仿生和光催化）

疏水性

親水性

疏油

易于清潔

自愈

抗反射

抗微生物活性

感官

催化活性

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納米涂層特別適用于保護(hù)各種建筑材料的表面，例如玻璃、混凝土、砂石灰石或大理石，使其免受水漬、苔蘚、藻類以及灰塵和油漬等環(huán)境影響；它們還可以作為鋼筋的緩蝕劑。與傳統(tǒng)的清潔方法相比，它們還具有環(huán)保性，并且顯著有助于節(jié)能。

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納米涂料能產(chǎn)生低能表面，從而使建筑表面具備高度疏水和疏油的能力，從而有助于延長維護(hù)周期并便于清潔。防污保護(hù)涂料和光催化涂料是建筑和外墻中最突出的應(yīng)用。

用于建筑、建筑和外部保護(hù)的納米涂層類型包括：

光催化納米涂料

自清潔納米涂層

防紫外線納米涂層

防涂鴉納米涂層

超親水和疏水納米涂層

抗反射納米涂層

電致變色和光致變色納米涂層

智能窗納米涂層

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