[发明专利]多功能自清洁表面层及其形成方法

说明书

本发明公开了多功能自清洁表面层及其形成方法。提供了多功能自清洁表面层和制备多功能自清洁表面层的方法。多功能自清洁表面层包含含有硅和氧的无机基质；分布在无机基质内并与无机基质键合的多个光催化活性粒子；以及在对应于多个光催化活性粒子与无机基质之间的键的区域中在无机基质内限定的多个纳米孔隙。水分子可以设置在多个纳米孔隙的至少一部分内。在水和电磁辐射的存在下，多个光催化活性粒子可以促进多功能自清洁表面层上的任何油或有机残余物的分解反应。

技术领域

本公开涉及一种多功能自清洁表面层及其形成方法。

背景技术

本章节提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

本公开涉及一种多功能自清洁表面层及其形成方法。多功能自清洁表面层包含无机基质；分布在无机基质内并与无机基质键合的多个光催化活性粒子；以及在对应于多个光催化活性粒子与无机基质之间的键合的区域中在无机基质内限定的多个纳米孔隙。

各种表面可能与皮肤接触，包括触摸屏、眼镜、窗户、摄像机镜头、器具、镜子等等。当触摸或接触此类表面时，油和/或其它有机残余物（例如指纹油和残余物）可能残留在表面上。油和/或残余物可能非常显眼，并可能干扰设备（即触摸屏、眼镜、窗户、摄像机镜头、器具、镜子等等）的最佳功能。因此，合意的是开发例如通过自清洁来抵消油和/或残余物的影响的表面材料和方法。

发明内容

本章节提供本公开的总体概述，而非其全部范围或其所有特征的全面公开。

在各个方面，本公开提供了一种多功能自清洁表面层。多功能自清洁表面层可以包含含有硅和氧的无机基质；分布在无机基质内并与无机基质键合的多个光催化活性粒子；以及在对应于多个光催化活性粒子与无机基质之间的键合的区域中在无机基质内限定的多个纳米孔隙。水分子可以设置在多个纳米孔隙的至少一部分内。在水和电磁辐射的存在下，多个光催化活性粒子可以促进多功能自清洁表面层上的任何油或有机残余物的分解反应。

在一方面，所述多个纳米孔隙的平均孔径可以是无机基质中的硅-氧键长度的六至八倍。

在一方面，所述多个纳米孔隙的平均孔径可以是大于或等于大约0.75 nm至小于或等于大约1.5 nm。

在一方面，所述无机基质可以是氧化硅基质（SiO_x）。

在一方面，所述光催化活性粒子可以包含二氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）、二氧化锆（ZrO₂）、氧化钽（TaO₂）、钛酸锶（SrTiO₂）和二氧化锡（SnO₂）中的一种或多种以及包含钕（Nd）的掺杂剂。

在一方面，所述多个光催化活性粒子可以包括第一光催化活性材料和第二光催化活性材料。第一光催化活性材料可以包含二氧化钛（TiO₂），且第二光催化活性材料可以包含硼掺杂的氟化类金刚石碳。

在一方面，所述多个光催化粒子可以包括大于或等于大约10体积%至小于或等于大约50体积%的第一光催化活性材料和大于或等于大约50体积%至小于或等于大约90体积%的第二光催化活性材料。

在一方面，所述多功能自清洁表面层可以限定包含多个光催化活性粒子的暴露表面，并且暴露表面可以进一步限定包含与多个光催化活性粒子相邻的低表面能材料的选择区域。

在一方面，所述低表面能材料可以包含全氟化碳硅氧烷聚合物。

在一方面，所述无机基质可以具有大于或等于大约10 nm至小于或等于大约60 nm的厚度，且包含低表面能材料的选择区域具有大于或等于大约5 nm至小于或等于大约500nm的厚度。