兰州化物所张俊平研究员Nature Communications： 在模拟/真实环境中用于高效防结冰和除冰的可扩展稳健光热超疏水涂层

引用格式：

Mao, M., Wei, J., Li, B. et al. Scalable robust photothermal superhydrophobic coatings for efficient anti-icing and de-icing in simulated/real environments. Nat Commun 15, 9610 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54058-8.

光热超疏水涂层有望防止基础设施上冰层的积聚，但在实际结冰条件下往往会出现性能显著下降的情况，并且缺乏机械稳健性。在此，兰州化物所张俊平研究员团队设计了具有三级分层微/纳米/亚纳米结构的稳健光热超疏水涂层。在模拟/实际结冰环境中，这些涂层同时表现出：

   (i) 由于其低表面能、三级微/纳米/亚纳米结构而具有的高超疏水性和稳定的Cassie-Baxter状态；

（ii） 由于纳米大小的金属有机框架而产生出色的光热效果；

（iii）具有良好的机械稳健性。结合低导热性，这些涂层在环境中表现出优异的抗结冰/结霜性能和除冰/除霜性能。此外，还实现了大规模制备这些涂层，成本合理。这些涂层在利用自然阳光的抗结冰和除冰方面具有巨大的应用潜力。

图1. 大型SiP/F-MOFs@ATP涂层照片.

图2.COMSOL模拟计算了在-10℃和80% RH环境下，水滴（各表面60 μL）温度从0℃下降到-10℃所需的时间.

图3. 磨损的SiP/F-MOFs@ATP涂层表面化学成分及其自相似微/纳米/纳米结构。

图4. -10℃、80% RH、0.3太阳条件下裸线和SiP/FMOFs@ATP电缆线路冰柱主动除冰过程.

图5. SiP/F-MOFs@ATP 涂层的被动防结冰和主动除冰性能.

图6. SiP/FMOFs@ATP涂层的被动防霜和主动除霜性能.

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-54058-8

相应的成果以“Scalable robust photothermal superhydrophobic coatings for efficient anti-icing and de-icing in simulated/real environments”为题发表在Nature Communications上，论文的通讯作者为兰州化物所张俊平研究员。

来源：超疏水防冰表面研究站