智能手機的防指紋、防水問題已經(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？

為了讓手機更加美觀，手機表面會做各種處理，比如PVD涂層(比如TiN系列的PVD涂層)、高親水性表面、噴砂后的多孔表面、鏡面處理等。但這些經(jīng)過處理的表面容易沾染污垢又難以清洗，很大地影響了產(chǎn)品的美觀性和屏幕上的視覺觀賞性。因此，如何避免污垢一直是智能手機產(chǎn)品設(shè)計中的一大重點，業(yè)界一直在尋找能夠輕松清潔表面的技術(shù)，無需污垢、油、水或污垢。

二、決定了物體表面防污防水的關(guān)鍵因素

決定物體表面防污和防水性能的關(guān)鍵因素取決于材料的表面能。

1.物質(zhì)的表面能

材料表面的表面能直接影響：表面材料的附著力(容易沾染臟指紋的程度)；表面液體的粘度、潤濕性和滲透性。

2.不同基底材料表面能的比較

在常見的材料中，AFC防指紋涂層的表面能為16，與水的接觸角大，也就是防污、防水性能好。但氧化鈦的表面能為111，水接觸角越小，防污劑、的防水效果越差。手機常用的鋁、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。

目前已知的低表面能材料有機硅、是有機氟材料。其分子基團的表面能按-CH2->-CH3>-CF2->C-F2H>-CF3的順序下降。其中，-CF3基團的表面能小到6.17mJ/m2，通過Dupre公式可以計算為115.12度，這是[敏感詞]分子斥力的水接觸角。

三、如何提高手機金屬表面的防污、防水性能？

為了使手機的金屬表面耐臟易清洗，更好的方法是在手機的金屬表面涂上低表面能的涂層，以減小其表面能，達到鈍化效果。

鍍在手機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

可以看出，自我限性表面反應(yīng)涂層由于其很薄的薄膜、沒有膜剝離問題(即使膜被磨掉也不會影響外觀)、表面能低，適合在手機行業(yè)使用。

四、自我限制有機氟化物成膜機制

在手機金屬表面涂覆自限性有機氟化物薄膜，有利于提高其防污、防水性能。那么自限性有機氟化物成膜的機理是什么呢？

1.自我限制有機氟化物成膜機制

自我限制有機氟化物由兩個官能基團組成：低表面能氟化基團和表面活性基團。當自我限制有機氟化物與材料表面接觸時，表面反應(yīng)基團會與相應(yīng)的表面官能團發(fā)生化學反應(yīng)，導(dǎo)致它們之間發(fā)生化學鍵合(沒有化學鍵合的自我限制有機氟化物很容易被去除)，然后形成薄膜。膜厚為5~30 nm，適用于手機等精密電子產(chǎn)品表面。

2.鍍自我限制有機氟化物膜的關(guān)鍵

自我限制有機氟化物的主要反應(yīng)基團是與玻璃(二氧化硅)表面羥基的縮合反應(yīng)，但手機金屬表面沒有Si-OH，所以如果這類有機氟化物用在金屬上，需要先在金屬上鍍一層SiO2，再鍍低表面能的有機氟化物。

目前包覆二氧化硅的主要方法有磁控濺射法和化學氣象沉積。

1)磁控濺射法（物理氣象沉積PVD）

磁控濺射法利用離子轟及靶材，對靶材進行濺射，濺射出的材料飛向產(chǎn)品并鍍在產(chǎn)品表面。

鍍膜材料像子彈一樣高速直線飛向鍍膜產(chǎn)品，所以只能鍍在能看到目標的地方。為了均勻電鍍，有時需要旋轉(zhuǎn)以增加均勻性。

當產(chǎn)品表面復(fù)雜時，PVD鍍膜會在產(chǎn)品不平整的表面或角落產(chǎn)生不平整的鍍層。

2)化學氣象沉積（CVD）

化學氣象沉積使用兩種反應(yīng)氣體(A、 B反應(yīng)氣體)在真空環(huán)境中在產(chǎn)品表面流動。兩種氣體反應(yīng)后，在表面生長一層復(fù)合膜(C膜)。例如，SiCl4與H2O反應(yīng)形成SiO2。

在CVD鍍膜法中，氣體一接觸就可以鍍膜，沒有特別的方向性。

由于SiO2是透明薄膜，一定厚度的透明薄膜會對光線產(chǎn)生干涉，導(dǎo)致表面顏色發(fā)生偏差，出現(xiàn)彩虹圖案。

減小薄膜厚度和增加薄膜的均勻性將有效改善光學干涉引起的色偏。因此，化學氣象沉積法更適合涂覆二氧化硅薄膜。