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 潮濕、腐蝕、進水是造成電子產品壽命降低或損壞的主要原因。在電子產品表面涂敷防護涂層，是提高電子產品使用壽命的重要方法之一。目前，大多數電子產品采用三防漆和派瑞林涂層實現防水與防護。因相對較厚，涂敷于電子產品表面后，影響產品信號傳輸性等。因此，電子產品如何防水防護一直是擺在科學家面前的難題。

近日，中科院寧波材料所海洋環境材料研究團隊攻克了電子產品低溫等離子體防水涂層關鍵技術，相關產品已在華為、vivo、小米、OPPO等高端手機與無人機、汽車、海洋工程等電子產品中廣泛應用。

海洋環境材料研究團隊負責人、中科院寧波材料所研究員曾志翔告訴《中國科學報》記者：“我們團隊與江蘇菲沃泰納米科技有限公司聯合開發了一系列防水納米涂層產品，現居國內電子產品防水涂層領域市場占有量的首位，并在蘋果、三星等國際企業進行量產可行性論證。”

從親油疏水材料說起

曾志翔告訴記者，海洋環境材料研究團隊由薛群基院士取名，團隊早前完成了高性能親油疏水材料的研發。

隨著海洋經濟發展，海洋運輸、開采過程中的石油泄漏等突發事件頻繁發生。在貨輪靠岸時，船舶壓艙水、洗艙水、機艙污水的排放也會導致大量含油廢水產生。這些含油污水給海洋生態環境帶來了巨大危害。

傳統溢油應急清理方法存在諸多不足之處。比如，傳統吸附材料吸油的同時也吸水，回收油較為困難；對油污處理速度較慢，效率較低；殘留的薄油層分散到水里，形成乳化油，嚴重影響海洋生物的生長。

為此，寧波材料所組建了海洋環境材料研究團隊，團隊先后研發了高性能親油疏水材料、超疏水吸油氈材料、高性能圍油欄材料等系列海洋溢油回收產品，相繼在勝利油田、中石化、中船重工等相關企業儲備與廣泛應用。

正是有了親油疏水材料的技術積累，團隊開發防水材料也就水到渠成。曾志翔指出，這兩種材料都是通過調控涂層的微結構和表面能來實現的，其中親油疏水材料是通過液相方法，防水材料是通過真空氣相方法，因為大多數電子產品是不能通過溶液液體處理的。

企業嗅商機求合作

曾志翔說：“如何運用納米級別涂層替代傳統產品，在保證防水、防護同時，盡量減少其影響產品外觀、導電性、散熱性和信號傳輸性，是需解決的技術難題。”

2016年，一家來自江蘇的企業敏銳地嗅到了電子產品防水涂層市場的商機，多方打聽來到寧波材料所，希望能與海洋環境材料研究團隊進行合作，開發低溫等離子體納米涂層裝備與關鍵技術。

在設備方面，海洋環境材料研究團隊攻克了全自動一體化設計與在線監控技術，等離子體場、電場、化學場的優化融合技術系列等關鍵難點，開發了FT-X系列低溫等離子體納米涂層制備設備，破解了涂層生產效率、質量、均勻性、成品率與性價比等方面難題。

在納米涂層工藝上，團隊攻克了單體功能團合成與調控技術和涂層多尺度結構控制技術，構建了多尺度梯度納米涂層體系，解決了防水、防護與散熱、透波性、導通性間的矛盾。

經過兩年努力，海洋環境材料研究團隊開發了一系列防水納米涂層，分別實現了電子產品IPX3級、IPX5級、IPX7級和客戶自定義級防水，并實現量產。

技術領先于國內外同行

經過測試，電子產品穿上海洋環境材料研究團隊設計的“防水衣”，在水深1米的情況下浸泡1小時，撈上來后仍能正常使用。

據悉，當前電子產品主要采用結構防水和涂層防水兩種方式，通常結構防水可以達到IPX7級，但是成本較高，工藝復雜；涂層防水成本較低，但是通常防水級別相對較低，很難達到IPX7級。

曾志翔介紹道：“我們通過工藝和設備的持續創新，用涂層的方法，低成本實現電子產品的IPX7級以上防水效果。相關技術綜合指標領先國內外同類企業，突破了國外技術壟斷，形成了具有自主知識產權的系列技術，已為企業節約了大量生產和售后服務成本。”

團隊對比國內外企業的一些同類產品后發現，生產低溫等離子體納米涂層的操作工藝簡便、自動化程度高、只需要2個工人即能管理一條日產數萬個產品的生產線；使用該涂層的電子產品防水性好，無須增加密封件，僅通過涂層即能實現IPX7級防水，“目前未見國內外其他科研單位和企業的量產技術達到這個水平”。曾志翔說。

另外通過密封件實現的防水技術，當產品摔落幾次后，密封件難免出現縫隙，導致防水等級降低。曾志翔說：“我們的涂層防水產品，從1米高處摔落18次后仍然能保持防水性能不降低；涂層產品經過紫外老化測試100小時后，仍然能保持原有防水性能不降低。”

當前，低溫等離子體納米涂層產品已占國內電子產品防水涂層市場的70%，曾志翔認為這項研究本身就是以市場為導向，后續還會采納市場反饋，進一步投入研發，解決客戶提出的問題。“電子產品更新換代非常快，這要求技術不斷推陳出新，希望能滿足更多客戶的需求。”