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仿生超疏液涂层可解决5G天线罩的“雨衰效应”

科技日报记者 颉满斌。雨衰效应

5月30日,仿生《科技日报》记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉,超疏层环境材料和生态化学研发中心硅基功能材料集团与山东新纳超疏浚新材料有限公司合作,液涂开发了优良的解决耐压、机械稳定性和耐候性5G天线罩、线罩雷达罩超疏水防雨涂层,雨衰效应可有效解决5G信号的仿生“雨效应”。近日,超疏层《自然·通讯》发表了相关研究论文。液涂

5G天线罩是解决5G基站的重要组成部分,用于保护天线系统免受外界复杂环境的线罩干扰,提高天线精度和使用寿命。雨衰效应然而,仿生雨水会在5g天线罩表面形成水滴或水膜,超疏层产生“雨衰效应”,即水的介电常数很高,会吸收和反射大量电磁波,导致5g信号严重衰减。

解决“雨衰效应”的关键是避免雨水在5G天线罩表面形成水滴或水膜。中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副主任、研究员张俊平介绍,仿生超疏水涂料(超疏水、超双疏水涂料)具有较高的液滴接触角(大于150°)、低滚动角(小于10)°)液滴易从表面滚落,在自清洁表面、抗液粘附、防液铺展等领域具有广阔的应用前景,预计将用于5G天线罩表面,解决其“雨衰效应”。但采用仿生超疏液涂层解决5G天线罩的“雨衰效应”,需要突破涂层不能同时具有优异的耐压性、机械稳定性和耐候性的技术瓶颈。

张俊平团队与山东新纳超疏新材料有限公司合作,开发了一种耐压、机械稳定性、耐候性优异的5G天线罩、雷达罩超疏液防雨涂层,可避免雨滴粘附在5G天线罩、雷达罩表面,有效解决其“雨衰效应”,并在全国许多地方实际应用5G天线罩、雷达罩。

张俊平介绍,虽然引入粘合剂可以提高涂层的机械稳定性,但也包埋了低表面纳米颗粒,导致涂层表面能量高,进而使涂层的超疏水性和耐压性差。

张俊平介绍,虽然引入粘合剂可以提高涂层的机械稳定性,但也包埋了低表面纳米颗粒,导致涂层具有较高的表面能,从而使涂层的超疏水性和耐压性较差。通过对大量文献的研究,结合以往的研究经验,团队系统设计了涂层,成功制作了具有优异耐压性、机械稳定性和耐候性的仿生超疏水涂层。

“首先,涂层的三级微/微/纳米结构和致密纳米结构具有优异的耐压性。其次,涂层类似于各向同性结构和粘合剂的粘合作用,具有优异的机械稳定性。同时,我们选用化学惰性原料制备涂层,使其具有优异的耐候性。张俊平说。

此外,5G天线罩、雷达罩基材多为ABS塑料。“这种基材表面能较低,导致涂层与基材粘结强度较弱。张俊平表示,团队通过优化粘合剂的类型,筛选出与ABS等基材粘合强度优异的粘合剂,成功克服了涂层与ABS等基材粘合强度弱的缺陷。

经过三年的研发、工业化和大规模应用,涂层性能得到了显著提高。张俊平告诉记者,未来,团队将探索更多仿生超疏液涂料的潜在应用领域,实现其在高压输电线路、桥梁、隧道、5G天线罩、雷达罩、防雨、危险液体粘附、电子产品防水防油膜、清洁市政工程等方面的工程应用。
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