具有非晶聚合物复合结构的耐用光热超疏水涂层可提升抗结冰性能和耐环境性能

《Langmuir》：Durable Photothermal Superhydrophobic Coatings with Amorphous-Polymer Composite Structure Enhance Anti-Icing and Environment-Resistant Properties

光热超疏水涂层通过无定形结构保护石墨烯氧化物（GO）填料，实现抗磨损与优异光热转换（76.6℃/1 sun），显著延迟结冰并快速除冰，同时具备耐酸碱、耐温等环境耐受性。

　　

光热超疏水表面作为一种非常有前景的防冰策略，在实际结冰条件下以及特殊环境中，常常会出现性能显著下降的问题，例如疏水性丧失和机械耐久性不足。此外，在受到机械载荷时，磨损会暴露出底层材料，导致表面的润湿性从疏水变为亲水。在这里，我们制备了一种具有优异环境耐久性的光热超疏水涂层。这种非晶态涂层起到了防护作用，能够抵抗比涂层颗粒更大的磨料对内部光热超疏水填料的磨损。实验结果表明，该涂层具有出色的防水性能（WCA：158.2°）和光热转换效率（在1太阳辐射下，表面温度可升高至76.6°C），能够显著延缓结冰过程，并且冰的融化速度很快。其防/除冰效果得益于稳定的超疏水表面、氧化石墨烯（GO）优异的光热转换性能，以及GO边缘含氧官能团与水分子之间的氢键作用，这些因素共同提升了防冰性能。此外，通过全面的耐久性测试验证了该涂层的可靠性，包括抗磨损性、耐酸碱环境性、耐温性、抗水冲击性和抗腐蚀性。这项工作为制备低成本、高效、耐用且便于大规模生产的光热超疏水表面提供了重要依据。