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麻省理工学院新闻

问:罗伯特麦克法兰清洁你的智能手机屏幕

材料科学家探究了为什么一些家用清洁剂会损害智能手机屏幕上的保护涂层。

为了帮助控制Covid-19病毒的传播,公共卫生专家强调了勤洗手的重要性,以及对经常接触的表面进行清洁和消毒的必要性。但我们整天接触的智能手机和其他个人电子设备怎么办呢?

许多智能手机制造商建议不要使用清洁产品或消毒剂来清洁触摸屏,尽管一些制造商已经更新了他们的建议。麻省理工学院(MIT)材料科学与工程学助理教授罗伯特·麦克法兰(Robert Macfarlane)正在开发通过自组装制造材料的新技术,这种技术最终可能被用于制造防护涂层、粘合剂、传感器和其他类型的设备。他在接受麻省理工学院新闻采访时谈到了为什么某些清洁产品会干扰智能手机屏幕的操作,如何给手机屏幕消毒,以及设计具有抗菌性能的触摸屏的可行性。

问:许多人对给他们的智能手机和其他个人电子设备消毒,以帮助阻止Covid-19的传播很感兴趣。专家建议使用肥皂和水或消毒湿巾清洁手机表面,但这类清洁产品会损害手机的显示屏吗?

答:每次我们接触手机或任何表面时,我们手上的一定数量的物质就会转移到被接触的表面。此外,我们接触到的表面上的一定量的物质会粘在我们的手上。这就是为什么我们应该经常洗手,以防止传播。转移的数量取决于表面的实际成分是什么,我们可以修改或最小化残留量留下在表面涂层材料,没有强大的化学吸引力的材料在我们的手指。我们手指留下的残渣含有大量的物质,包括水和各种盐类,但大部分是油。在表面涂上一层“防油”涂层——这种材料对油性物质没有很强的亲和力——可以最大限度地减少残留的油脂。

疏油涂层通常由氟化聚合物或氟碳化合物制成,这类分子对水溶性或油溶性材料都没有很强的结合力。虽然使用外用酒精或以酒精为基础的擦拭不太可能完全去除涂层,但长时间接触高浓度的酒精可能会破坏涂层,方法是去除一小块氟碳化合物,或者改变涂层的分布,使其在表面上不完全均匀。如果没有均匀的涂层来防止材料粘着,残留物更容易粘着。这将影响设备的光学性能;例如,它可能会造成污点,使其很难透过涂层。它也会影响机械性能,所以你的手指可能不会那么容易滑过表面。

触摸屏本身就有基于电流的传感器,这是触摸屏的基本组成部分之一。传感器的设计是这样的,当你用手指触摸屏幕时,你就在触点处完成了一个电路。因此,手机可以在你触摸屏幕的地方进行注册,并将其作为界面的一部分。保持组成屏幕的材料及其涂层的完整性是优化功能的必要条件。最好遵循制造商的规格,不要使用强力的外用酒精或漂白剂来清洁手机屏幕。

问:你如何建议在不伤害手机的情况下清洁手机?

答:网上有很多指南提供了如何用温和的方法消毒触摸屏设备的建议,而不是直接用外用酒精或漂白剂消毒。大多数涉及用水稀释外用酒精,一种物质,工程师设计了触摸屏可能觉得电话更有可能接触(通过指纹的人接触和通过意外接触),从而优化了设备在这些条件下是稳定的。在适当的稀释下,酒精仍有一些消毒性能。

问:手机涂层和显示屏是否可以设计得更容易承受清洗?你认为有可能开发一种抗菌涂层,帮助防止细菌或病原体附着在触摸屏表面吗?

答:这当然是一种可能性,而且很可能是一个活跃的研究领域。挑战的是材料和结构,这些设备必须提供大量的功能——他们必须是透明的,这样你就可以看到屏幕,它们必须是耐电时不碰,导电感动,他们机械地强大,这样他们不会打破,他们必须通过简单的擦拭,容易清洗,他们必须能够抵抗首先弄脏。

在这些设备中已经有大量的材料特性,每一个增加的特性都需要重新设计材料,更不用说重新设计加工和制造条件了。随着每一个重新配方,有一个机会,材料组件添加到给予一个新的性能可能会负面影响一些其他材料的性能,这是至关重要的设备功能。随着更多的组件被添加到材料所需的规格中,正确结构的开发变得更加困难。虽然这些类型的涂料肯定是消费者和公司都感兴趣的东西,继续提高这些材料的性能在这么多不同的设计标准是一个具有挑战性的任务。

我们已经使用的防油涂层并不是完全不可能清洁,它们可能已经在一定程度上阻止了微生物的附着。然而,它们并没有完全消除污染的可能性,考虑到目前的大流行,我们现在更多地考虑的是污染的可能性。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.mit.edu/2020/robert-macfarlane-cleaning-smartphone-0413