透明材料在日常生活和工業(yè)應(yīng)用中是必不可少的。理想透明材料能夠讓光透過自身而不會產(chǎn)生太多反射或者散射。但在許多情況下，由冷凝引起的表面霧化會嚴(yán)重影響透明材料的光學(xué)性能，進(jìn)而使其無法使用。近日，MIT研究團(tuán)隊在Advanced Functional Materials發(fā)表文章《Stretchable Anti-fogging Tapes for Diverse Transparent Materials》, 報道了一種可拉伸防霧膠帶，能夠解決各種曲率的多種透明材料的霧化問題，能在高濕環(huán)境、甚至多模態(tài)的機械加載下，依然保持著高于90%高透射率(total transmittance)和低于5%漫射透過率(diffuse transmittance)。相比于已有的防霧技術(shù)，可拉伸防霧膠帶不受材料選擇和幾何形狀的影響，可以貼附在各種曲率的多種透明材料，包括可拉伸、可折疊的柔性透明器件，并具備成本低、加工簡單且使用壽命長等特點。
如圖1所示，可拉伸防霧膠帶主要包括三層透明結(jié)構(gòu)：1）具有理想彈性恢復(fù)的可拉伸增韌透明層，2）具有持久防霧性能的親水高分子層，3）具有可逆粘接性能的透明粘附層。其中，可拉伸增韌透明層和可逆粘附層能夠讓防霧膠帶在預(yù)拉下實現(xiàn)與復(fù)雜曲面的無縫貼合，避免膠帶褶皺引起的光散射。親水高分子層可以促進(jìn)膜狀冷凝，讓冷凝的水滴快速轉(zhuǎn)移（視頻2），以水膜的形態(tài)附著于表面，盡可能降低水滴引起的光反射和散射。
圖1. 可拉伸防霧膠帶的結(jié)構(gòu)和設(shè)計
該防霧膠帶可用于解決多種常見透明材料的霧化問題，包括玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）。此外，該防霧膠帶還可用于解決不同曲率的彎曲透明表面的霧化問題（視頻3）。最后，得益于該防霧膠帶的可拉伸性能，團(tuán)隊進(jìn)一步展示了防霧膠帶在柔性、可拉伸、可折疊透明材料上的防霧效果（圖2）。
圖2. 可拉伸防霧膠帶在柔性、可拉伸、可折疊透明材料上的防霧效果測試
防控新冠疫情期間，很多人戴上了平時不戴的口罩，但戴上口罩后，眼鏡或者護(hù)目鏡非常容易起霧，影響視野范圍。眼鏡或者護(hù)目鏡的起霧問題在冬天戶外運動時尤為嚴(yán)重。MIT團(tuán)隊進(jìn)一步測試了可拉伸防霧膠帶對于防止眼鏡和護(hù)目鏡霧化的優(yōu)良效果（圖3）。
圖3. 室內(nèi)、室外測試防霧膠帶對于眼鏡和護(hù)目鏡的防霧效果
可拉伸防霧膠帶的其他潛在應(yīng)用包括太陽能蒸餾器的冷凝材料、農(nóng)業(yè)大棚和光學(xué)器件等。
MIT博士后林少挺、MIT訪問學(xué)者楊月瑩、倪嘉樺為該論文共同第一作者，陳剛教授和趙選賀教授為通訊作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202103551
