一体化层状结构平衡效应：多功能防护涂层的效率提升策略

本文报道了一种具有粘附基质-光子晶体-光驱动防污复合结构的PDMS/SiO2/TiO2/Bi2SiO5/Bi12SiO20（STB）涂层，通过一体化层状结构设计成功平衡了超疏水性、紫外线抵抗性、抗菌性、防污性和自清洁性能。该研究为解决建筑文物临时防护涂层的多功能一体化需求提供了创新性解决方案。

　　

亮点

• 构建了具有粘附基质-光子晶体-光驱动防污复合结构的STB涂层

• 光子晶体层通过产生光散射中心和非线性光学效应增强弱入射光利用

• 微米粒子岛的最佳表面粗糙度（R_a = 36.5 nm）赋予超疏水性

• Bi^(3?X)+和氧空位（O_V）增强光驱动抗菌防污活性

微观形貌分析

通过扫描电子显微镜（SEM）对SiO₂、TiO₂、BSO、TB-5和ST的微观形貌进行了观察。图1a–a₃显示，采用St?ber法合成的SiO₂光子晶体由光滑且均匀分布的胶体球组成，球体之间存在明显空隙，有利于多重光折射和散射，从而提升涂层的光能利用效率。同时，图1b–b₃展示了具有不规则微米级"岛状"块体结构的TiO₂粉末，这种特殊形貌为涂层提供了优异的表面粗糙度基础。

结论

总之，通过喷涂工艺成功制备了具有紫外线抵抗性、超疏水性、抗菌性和防污功能的STB有机-无机复合涂层。其中，STB-5在保持高紫外线防护性能的同时，显著增强了涂层的疏水性和光驱动防污性能。特别值得注意的是，STB-5涂层在光驱动液体污染物分解方面表现出色，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的灭活率分别达到99.0%和99.3%，对罗丹明B的降解率达到96.6%。这项研究为解决建筑文物临时防护涂层的多功能平衡需求提供了重要技术路径。