在我们的8月出版，我们了解到林赛·道尔使用烷基-氨基系以TiO着色，配制了一种工业底漆₂还有炭黑。她的测试表明，该配方符合所有客户的规格。然而，当索尔·万斯测试时，由于表面出现六边形蜂巢图案，光泽读数下降。索尔只是在配方中加入了一些酮类溶剂。他还消除了面板在烤箱烘焙前的闪光时间。这蜂窝状图案的成因是什么?扫罗打算如何解决这个问题?

索尔·万斯认出涂层表面的蜂窝状图案是Bénard细胞。Bénard当基底(高温)和表面(低温)之间有温度梯度时，细胞在溶剂型镀膜中形成。这种温度梯度在涂层中引起对流。当温度梯度达到某一临界值时，系统的流态会突然发生变化。溶剂通过薄膜上升到表面，在那里发生蒸发，导致冷却，粘度建立，并增加表面张力。随着粘度的增加和密度的增加，材料回流到薄膜中，向下到热的基材表面，在那里循环重复。表面张力的变化也会影响细胞内电流的运动。材料从表面张力高的区域流向表面张力低的区域，因为它向下移动到薄膜中。这种变化密度、表面张力和温度的动态过程导致溶剂从中间向上移动，在边缘向下移动，流动形成六角形单元。

Bénard涂层中形成的细胞往往是造成表面缺陷的原因浮动．当不同密度和颗粒大小的颜料混合在一个配方中时，细胞通常会显现出来。在这种情况下，林赛使用了小颗粒炭黑和大颗粒二氧化钛的组合。细颗粒大小的炭黑最容易移动，并集中在细胞的边缘。大颗粒的二氧化钛倾向于停留在细胞的中间，不太可能移动到边缘。这种颜料粒度的差别在涂层表面形成了六角形轮廓。研究了炭黑和二氧化钛颜料密度的差异₂它的密度大约是炭黑的四倍，也有助于形成六角形细胞的粒子的分离。

表面张力动态变化的一个很好的例子是用酒杯啜饮葡萄酒的时候。当葡萄酒在玻璃杯中旋转时，可以看到表面的液体沿着暴露在空气中的一侧向上爬。酒精蒸发发生，导致高表面张力的水浓度更大。这种表面张力的变化导致葡萄酒向上移动，直到它形成滴回到葡萄酒的本体。这就是葡萄酒短暂的“眼泪”的原因。表面张力随蒸发的动态变化称为马兰戈尼效应。

Bénard细胞更可能发生时，涂层从下面加热，创造一个温度梯度。当配方中的颜料颗粒大小和密度不同时，涂布层中的垂直对流更常发生。分子量分布大(多分散性高)的醇酸树脂更容易形成Bénard细胞。涂料必须有足够低的粘度，以允许对流形成。如果粘度太高，流动就会停止，电流就不会形成。

当索尔在林赛的配方中加入更多的溶剂时，涂层的粘度降低了。较低的固体也要求Saul涂上较厚的湿涂层。索尔还取消了闪回时间。在面板进入烤箱之前，溶剂没有时间逸出，粘度没有时间上升。所有这些因素提高了形成对流的机会，并解释了为什么配方中增加的溶剂在烤箱固化过程中形成Bénard细胞。

为了解决这个问题，索尔加入了非常少量的硅树脂液，从而抑制了Bénard细胞的形成。有机硅流体添加剂降低了配方的表面张力。他还加入了少量的聚合物添加剂，在固化过程中迅速增加配方的粘度。粘度的增加抑制了Bénard细胞的形成。其中一种能有效增加粘度的聚合物是低分子量纤维素酯。

Bénard细胞是自组织系统的一个例子，最早由法国科学家亨利Bénard在1900年发现。他把液体倒进一个透明的盘子里，在盘子下面放一个热源。他发现，只有在液体底部和顶部之间达到临界温度梯度后，细胞才会形成。在达到这个临界温度之前，热量仅通过传导传递，分子通过热扩散随机移动。然而，当这个温度梯度足够大时，分子不是以随机的方式更快地移动到表面，而是自发地形成一个由对流液体组成的六角形细胞的有组织系统。

1916年，罗利勋爵再次试图解释Bénard细胞的现象。自组织行为是由水动力不稳定性引起的。蜂窝状图案是由重力(或浮力)、热扩散、表面张力和粘度的合力形成的。只要在无反应的液体(如硅油)中保持温差，蜂窝状结构就会持续存在。系统的结构是靠从表面散热来维持的。这种显著的自组织行为就好像液体中的分子有自己的思想一样。每个分子的随机路径在它们一起运动形成Bénard细胞时消失。

有关涂层中Bénard细胞的更多信息，请参见:

1. 威克斯，Z.W，等人。有机涂料:科学与技术，第3版。约翰·威利及其儿子，2007年，502-505页。
2. 颜料流动和颜料分散。第二版。Wiley-Interscience Publications, 1979，第592-597页。