智能手機(jī)的防指紋、防水問(wèn)題已經(jīng)在業(yè)界得到解決。那么是什么因素決定了物體表面的防污、防水性能呢？有沒(méi)有辦法提高物體表面的防污、防水性能？

一、為什么要防指紋防水

為了讓手機(jī)更美觀，手機(jī)表面會(huì)做各種處理，比如PVD涂層處理（比如TiN系列的PVD涂層）后的高極親水性表面、噴砂處理后的多孔表面、鏡面處理等。但這些經(jīng)過(guò)處理的表面容易沾染污垢、難以清洗，很大地影響了產(chǎn)品的美觀性和屏幕上的視覺(jué)觀賞性。因此，如何避免污垢一直是智能手機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一大重點(diǎn)，該行業(yè)一直在尋找能夠輕松清潔表面而沒(méi)有污垢、油、水或污垢的技術(shù)。

二、確定物體表面防污防水的關(guān)鍵因素

決定物體表面防污防水的關(guān)鍵因素物體的表面是否容易沾附臟污取決于物質(zhì)表面的表面能。

1. 物質(zhì)的表面能

物質(zhì)的表面能直接影響：物質(zhì)在表面的附著力(容易沾染臟指紋的程度)；液體在表面的粘度和潤(rùn)濕性，以及滲透性。

材料的表面能可以通過(guò)油水接觸角（θ）測(cè)試獲得。公式為：Young Equationγs=γsl+γl cosθ

當(dāng)一滴水滴在物體表面時(shí)，水接觸角θ越小，表面能越大，物體表面越濕；水接觸角θ越大，表面能越小，物體表面越不潮濕。也就是說(shuō)，如果你想讓物體表面“不粘”，表面能越低越好。

2. 不同基底材料表面能的比較

在列舉的常見材料中，AFC防指紋涂層的表面能小為16，水接觸角度[敏感詞]，即防污、防水性能[敏感詞]。但氧化鈦的表面能[敏感詞]為111，水接觸角越小，防污、防水效果越差。手機(jī)常用的鋁、鋼和玻璃的表面能分別為49、 60和78，表面能更大，附著力更強(qiáng)。

目前已知的低表面能材料有機(jī)硅、有機(jī)氟材料。其分子基團(tuán)的表面能以-CH2->-CH3>-CF2->C-F2H>-CF3的順序減小。其中-CF3基團(tuán)的表面能小到6.17mJ/m2，通過(guò)Dupre公式可以計(jì)算為115.12度，這個(gè)值就是[敏感詞]分子斥力的水接觸角。

三、如何提高手機(jī)金屬表面的防污、防水性能

為了使手機(jī)金屬表面耐臟、易清洗，[敏感詞]的方法是在手機(jī)金屬表面涂上低表面能的涂層，以減小其表面能，達(dá)到鈍化效果。

鍍?cè)谑謾C(jī)金屬上的低表面能材料主要分為兩類：

a. 可固化樹酯類鍍層

b. 自我限制表面反應(yīng)類鍍層

自我限性表面反應(yīng)類涂層因其較薄的薄膜、沒(méi)有脫膜問(wèn)題（即使薄膜磨掉也不會(huì)影響外觀）、表面能低等特點(diǎn)，適合在手機(jī)行業(yè)上使用。

四、自我限制有機(jī)氟化物薄膜

手機(jī)金屬表面鍍自限性有機(jī)氟化物膜，有利于提高其防污、防水性能。那么自我限性有機(jī)氟化物成膜的機(jī)理是什么樣的呢？

1. 自我限性有機(jī)氟化物成膜機(jī)理

自我限性有機(jī)氟化物由低表面能氟化基團(tuán)和表面反應(yīng)性基團(tuán)兩種官能基團(tuán)所組成。當(dāng)自我限性有機(jī)氟化物與材料表面接觸時(shí)，表面反應(yīng)基團(tuán)會(huì)與相應(yīng)的表面官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致它們之間發(fā)生化學(xué)鍵合（沒(méi)有化學(xué)鍵合的自我限性有機(jī)氟化物很容易被去除），然后形成薄膜。膜厚僅5~30 nm，適用于手機(jī)等精密電子產(chǎn)品的表面。

2. 鍍自我限性有機(jī)氟化物薄膜的關(guān)鍵

自我限性有機(jī)氟化物的主要反應(yīng)基團(tuán)是與玻璃（二氧化硅）表面羥基（Si-OH）的縮合反應(yīng)，但手機(jī)金屬表面沒(méi)有Si-OH。因此，要在金屬上使用這種有機(jī)氟化物，需要先在金屬上鍍一層二氧化硅，然后再鍍低表面能的有機(jī)氟化物。

目前二氧化硅鍍膜的主要方法有磁控濺射和化學(xué)氣象沉積這兩種方法。

1）磁控濺射法（物理氣象沉積PVD）

磁控濺射法利用離子轟擊和靶材，對(duì)靶材進(jìn)行濺射，濺射出的材料飛向產(chǎn)品并鍍?cè)诋a(chǎn)品表面。

涂層材料像子彈一樣高速直線飛向電鍍產(chǎn)品，因此只能在能看到目標(biāo)材料的地方進(jìn)行電鍍。如果想鍍均勻，有時(shí)需要旋轉(zhuǎn)以增加均勻性。

當(dāng)產(chǎn)品表面復(fù)雜時(shí)，PVD鍍膜會(huì)在產(chǎn)品不平整的表面或角落產(chǎn)生不平整的鍍層情況。

2）化學(xué)氣象沉積（CVD）

化學(xué)沉積使用兩種反應(yīng)性氣體（A、 B反應(yīng)性氣體），在真空環(huán)境下流過(guò)產(chǎn)品表面，兩種氣體反應(yīng)后，表面生長(zhǎng)一層化合物薄膜（C薄膜），例如，四氯化硅與H2O反應(yīng)形成二氧化硅。

在CVD鍍膜法中，氣體一接觸就可以鍍膜，沒(méi)有特別的方向性。

由于二氧化硅是透明薄膜，一定厚度的透明薄膜會(huì)對(duì)光線產(chǎn)生干涉作用，導(dǎo)致表面顏色偏差，達(dá)到出現(xiàn)彩虹圖案的情況。

減小薄膜厚度和增加薄膜的均勻性將有效改善光學(xué)干涉引起的色偏問(wèn)題。因此，化學(xué)氣象沉積在二氧化硅薄膜上的效果更好。