立邦荣获第四十四届超声波电子学研讨会最佳论文奖

慧正资讯：近日，立邦集团研发与东京大学研究生院工学部合作的研究项目，荣获了第44届超声波电子学研讨会（USE2023^*1）最佳论文奖。

该研究建立了一个全新的理论框架，用于测量涂覆在基底上的液滴的物理特性。这一突破成果能够精确追踪液滴特性随时间的变化，克服了传统方法的局限性，为创新涂料开发奠定了基础。

研究背景

喷涂作为一种广泛使用的涂料技术，通过将直径为几十微米的液滴喷涂到基材上，干燥后形成涂层。虽然通过控制涂料的粘度和表面张力等关键特性，可以优化涂装过程和最终涂层外观，但现有技术无法有效测量喷涂后液滴的物理性质，导致涂料研发工作难以准确把握影响涂层质量的关键变化。本研究通过建立测量基底上液滴物理性质的理论框架并设计专用测量设备，为创新涂料开发奠定了基础。

研究内容

在研究中，研究团队创新性地通过水平摆动基底诱导液滴产生剪切变形，再利用极坐标系表示液滴的表面矢量，并通过微分几何计算其表面积。此外，通过分析流动动能和求解拉格朗日方程，成功推导出液滴振荡频率与其表面张力之间的关系。研究还证明，当振荡频率明显高于阻尼常数时，液滴的能量与振幅的平方成正比。同时，建立了阻尼常数与粘度之间的关系，表明单位时间内的能量耗散率与粘度和剪切率的平方成正比。

由于现有设备无法测量本研究中得出的液滴水平振荡行为，我们开发了专用测量设备。通过利用刀刃法检测液滴振荡位移，实现了每秒约10,000次的高时间分辨率位移测量，能够实时跟踪几百赫兹范围内的振荡行为，并可适应更高频率的振荡。通过实验验证，理论值与实验测量结果呈现高度一致性，充分证明了理论的正确性。研究还成功测量了溶剂蒸发引起的表面张力随时间的变化。

实验设备和验证数据图像

未来展望

基于液滴的喷涂和喷射技术不仅在涂料行业有广泛应用，还涵盖了喷墨打印、医疗应用（例如向细胞输送微液滴药物）等领域。本研究中开发的基底液滴水平振荡方法具有超越涂料制造的广泛应用潜力。展望未来，研究团队将继续改进设备性能，拓展其测量更多液滴物理性质的能力，进一步推动相关技术的发展。

立时集团兼立邦汽车涂料全球CTO洪江博士表示：“ 立邦全球始终将基础研究视为科技创新的源泉。基于开放创新的战略思维，采用产学研深度融合的创新模式，我们致力于在涂料施工应用研发领域实现底层技术突破，持续推动技术转型，领航产业升级。”

本项研究是东京大学与立邦为期五年的"创造创新涂料技术"社会合作计划的重要组成部分。该计划是双方产学合作协议的一项重要举措，旨在推动涂料技术的进步，合作期限从2020年10月1日至2025年9月30日。

*1 USE最佳论文奖：USE2023最佳论文奖授予在第44届超声波电子学研讨会上发表优秀论文的研究人员或研究小组。该奖项旨在表彰有望推动超声波科学和技术取得重大进展的研究成果。获奖者由研讨会指导委员会根据预先确定的评选标准，通过严格的评估程序选出。