膜系统及其形成方法技术方案

一种膜系统，包括基体和设置在基体上的膜。膜包括用碳氟化合物形成的单层和设置在所述单层中的多个区域，使得多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕。多个区域每一个包括光催化材料。一种形成膜系统的方法，包括将用碳氟化合物形成的单层沉积在基体上。沉积之后，方法包括烧蚀单层以在其中限定多个空腔，其中多个空腔每一个沿所述单层与多个空腔中的邻近一个间隔开。烧蚀之后，方法包括将光催化材料嵌入到多个空腔每一个中，以在基体上形成膜且由此形成膜系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜系统和形成膜系统的方法。
技术介绍
装置，例如显示器系统，通常被设计为被操作者触摸。例如，车辆可以包括显示系统经由触摸屏向操作者提供信息。类似地，自动售货机或售货亭可以包括通过接触启用的显示系统。其他装置，例如摄像头和严禁，通常包括透镜表面，其会不可避免在使用中被操作者触摸。进一步地，其他装置，例如车辆、窗子、反射镜、器具、细木家具、家具、蜂窝电话、指纹扫描器、传感器、复印机、医疗器具、和工作台也会包括被操作者触摸的一个或多个表面。因此，在使用期间，操作者会在这种装置和表面上留下指纹和/或油。
技术实现思路
一种膜系统，包括基体和设置在基体上的膜。膜包括用碳氟化合物形成的单层和设置在所述单层中的多个区域，使得多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕。多个区域每一个包括光催化材料。一种形成膜系统的方法，包括将用碳氟化合物形成的单层沉积在基体上。沉积之后，方法包括烧蚀所述单层以在其中限定多个空腔。多个空腔每一个沿所述单层与多个空腔中邻近的一个间隔开。烧蚀之后，方法包括将光催化材料嵌入到多个空腔每一个中，以在基体上形成膜且由此形成膜系统。膜包括多个区域，所述多个区域包括光催化材料且设置在所述单层中，使得多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕。形成膜系统的方法包括在基体上同时用化学方法吸收碳氟化合物和功能化光催化材料，以形成化学地结合到基体的膜，且由此形成膜系统。膜包括用碳氟化合物形成的单层、和多个区域，所述多个区域每一个用功能化光催化材料形成且每一个设置在所述单层中，使得多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕。在下文结合附图进行的对实施本专利技术的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本专利技术的特征和优点以及其他的特征和优点。附图说明图1是膜系统的正式示意图；图2是沿截面线2-2截取的图1的膜系统的截面示意图；图3是图2的膜系统的放大部分的俯视示意图；图4是形成图1-3膜系统的方法的一个实施例的流程图；图5是图4的方法的一些部分的示意图；和图6是形成图1-3的膜系统的方法的另一实施例的流程图。具体实施方式参见附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，膜系统10大致在图1中示出。膜系统10可以适用于操作者会在屏幕、透镜或表面上接触并留下指纹、油和/或其他有机或碳基污染物或病原体的情况。更具体地，膜系统10可以用于需要干净、基本上无指纹屏幕、透镜或表面的情况。即，膜系统10可以用于从这种屏幕、透镜或表面去除指纹和其他有机污染物。例如，膜系统10可以用于汽车应用，例如导航系统中，其包括触摸屏或具有透镜的车辆摄像头。替换地，膜系统10可以用于非汽车应用，例如但不限于，消费电子产品、蜂窝电话、眼部设备、个人保护性设备、器具、家具、信息亭、指纹扫描器、医疗装置、传感器、飞机和工业车辆。现在参见图2，膜系统10包括基体12。基体12可以用适用于折射可见光的玻璃、透明材料形成。例如，在一个实施例中，基体12可以用二氧化硅形成。在另一例子中，基体12可以用聚碳酸脂或其他塑料形成。如非限制性例子那样，基体12可以配置为显示系统的屏幕、眼睛或护目镜的透镜、头盔的遮阳板、冰箱的表面、箱子的面、车辆的门板、信息亭触摸屏或可以被操作者触摸的任何其他表面或装置。膜系统10还包括设置在基体12上的膜14，例如以化学方法连结到如在下文详述的基体12。膜14可以配置为覆盖和保护基体12，使其不受指纹、油和有机污染物的影响。即，膜14可以配置为使得留在膜14上的指纹、油和有机污染物消失、消散或蒸发，以便保持能显示清楚影像或反射影像的干净基体12。更具体地，如参考图2所述，膜14可以具有第一表面16和与第一表面16相反且间隔开的第二表面18。第二表面18可以邻接基体12，且第一表面16可以基本上不具有角鲨浠(squalene)、有机物质和/或其他具有脂肪酸的油。如在本文使用的，术语角鲨浠是指一种有机混合物，其具有30个碳原子且按照InternationalUnionofPureandAppliedChemistry以以下名称表示：(6E,10E,14E,18E)-2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosa-2,6,10,14,18,22-hexaene。通常，膜14特点可以是薄膜且可以具有例如10μm到150μm的厚度20。基体12还具有邻接第二表面18的近端表面22且与近端表面22相对间隔开的远端表面24。因此，基体12和膜14配置为将可见光传递通过近端表面22、远端表面24、第一表面16和第二表面18。基体12还具有连接近端表面22和远端表面24的第一边缘26，和与第一边缘26相反且间隔开的第二边缘28。现在参见图3和5，膜14包括用碳氟化合物形成的单分子层30。碳氟化合物可以是任何合适材料，例如但不限于碳氟化合物聚合物、有机硅氧烷、氟化有机硅氧烷和其组合。最佳如图3所示，单分子层30可以形成膜14的大部分且特点可以是单分子层区域。如在本文使用的，术语“单分子层”是指具有单分子的厚度20(图2)的层。即，单分子层30是一个分子厚且特点可以是薄层。如图3所示，膜14还包括设置在单分子层30中的多个区域32，使得多个区域32每一个被碳氟化合物邻接和围绕。即，多个区域32位于单分子层30中且沿着该单分子层30。在一个实施例中，多个区域32可以沿第一表面16彼此等距间隔开。在其他实施例中，多个区域32可以沿第一表面16在单分子层30中随机间隔开。在其他实施例中，多个区域32可以在单分子层30中以一种样式布置。多个区域32可以存在于膜14中且按照膜14的体积基于100份体积含约10份到约85份体积的量。多个区域32每一个包括光催化材料，例如二氧化钛。光催化材料可以提供具有自清理能力的膜14。即，光催化材料可以使得存在于膜14的第一表面16上的任何有机物质氧化和/或蒸发，例如角鲨浠，如在下文详述的。具体说，光催化材料可以是在暴露至例如可见光或紫外光时被光激活的光催化剂。合适的光催化材料可以但不限于包括光氧化半导体、半导电氧化物、掺杂金属氧化物、异质结材料(heterojunctionmaterials)和其组合。在一个实施例中，光催化材料可以是二氧化钛且可以以金红石的形式存在于多个区域32中。替换地，光催化材料可以是二氧化钛且可以以锐钛矿的形式存在于多个区域32中，其可以比金红石形式呈现相对更高的光催化活性。在其他实施例中，光催化材料可以是二氧化钛且可以作为金红石形式和锐钛矿形式的组合而存在于多个区域32。进一步地，光催化材料可以被掺杂以形成功能化的光催化材料，例如功能化的二氧化钛。例如，功能化的光催化材料可以掺杂有金属，例如但不限于银、铬、钴、铜、钒、铁、银、铂、钼、镧、铌、和其组合。替换地，功能化的光催化材料可以掺杂有非金属，例如但不限于，氮、硫、碳、硼、钾、碘、氟和其组合。光催化材料特点可以是纳米颗粒且可以具有在纳米尺度上可测量的平均直径。替换地，光催化材料特点可以是颗粒且可以具有在千分尺上可测量的平均直径。通常，光催化材料可以存在于膜14中以且按照膜14的体积基于100份体积含约2份到约35份体积的量。在其他非限制性实施例中，多个区域32可以包括半导电氧化物，例如但不限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜系统，包括：基体；和膜，设置在基体上且包括：单层，用碳氟化合物形成；和多个区域，设置在单层中，使得所述多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕，其中所述多个区域每一个包括光催化材料。

【技术特征摘要】
2015.08.31 US 62/212,127;2016.08.24 US 15/245,9051.一种膜系统，包括：基体；和膜，设置在基体上且包括：单层，用碳氟化合物形成；和多个区域，设置在单层中，使得所述多个区域每一个邻接碳氟化合物且被碳氟化合物围绕，其中所述多个区域每一个包括光催化材料。2.如权利要求1所述的膜系统，其中膜具有第一表面和与第一表面相反且间隔开且邻接基体的第二表面，且进一步其中，第一表面基本上不具有角鲨浠。3.如权利要求2所述的膜系统，其中所述多个区域沿第一表面彼此等距间隔开。4.如权利要求2所述的膜系统，其中基体具有：近端表面，邻接第二表面；远端表面，与近端表面相反且间隔开；第一边缘，连接近端表面和远端表面；和第二边缘，与第一边缘相反且间隔开；且进一步包括光源，所述光源设置为邻近第一边缘且配置为用于发出电磁辐射。5.如权利要求4所述的膜系统，其中电磁辐射具有400nm到100nm的波长。6.如权利要求4所述的膜系统，其中电磁辐射具有740nm到380nm的波长。7.如权利要求1所述的膜系统，其中膜限定大于140°的与水的接触角。8.如权利要求1所述的膜系统，其中光催化材料是二氧化钛且以金红石形式存在于所述多个区域中。9.如权利要求1所述的膜系统，其中光催化材料是二氧化钛且以锐钛矿形式存在于所述多个区域中。10.如权利要求1所述的膜系统，其中光催化材料是二氧化钛且以金红石形式和锐钛矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：GV达德希赫，TA塞德，JA卡朋特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US