界面电子相互作用与酸碱特性调控的Pt/ZnxFe3-xOy催化剂在级联胺化反应中的选择性研究

为解决低温环境下聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）织物易结冰、传统抗冰涂层耐久性不足的问题，研究人员通过Fe2O3/I-PDMS复合涂层设计，开发出具有光热超疏水性和零下自修复功能的PET织物。该材料在-20°C下48小时可恢复机械损伤后的超疏水性，并具备自清洁、油水分离及抗冰/除冰性能，为极地防护、智能温控服装等极端环境应用提供了创新解决方案。

　　

在极寒环境中，聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）织物的表面结冰问题长期困扰着户外装备领域。传统抗冰涂层不仅耐久性差，还无法在低温下实现自修复，严重制约了材料在极地勘探、航空航天等场景的应用。更棘手的是，冬季弱光照条件下光热效率低下，使得快速除冰成为奢望。如何让材料在严寒中"自我疗伤"，同时高效转化太阳能，成为科学家们亟待攻克的难题。

安徽工程大学纺织服装学院的研究团队独辟蹊径，从自然界中获取灵感，通过仿生设计开发出具有"双保险"功能的智能PET织物。研究人员首先对PET织物进行碱减量处理，在其表面引入大量羧基和羟基；接着通过静电吸附和原位还原法固定Fe₂O₃纳米颗粒；最后用苯-1,3,5-三甲醛（BTC）交联氨基封端聚二甲基硅氧烷（NH₂-PDMS-NH₂）形成的I-PDMS聚合物进行涂层处理。这种"三明治"结构的设计，让材料在《Materials Today Chemistry》期刊上展现了惊人的性能。

研究团队运用了三大关键技术：碱减量处理构建活性表面、Fe₂O₃原位负载实现光热转换、以及动态亚胺键交联的I-PDMS涂层制备。通过扫描电镜、接触角测试和光热转换效率测定等手段系统评估了材料性能。

分析制备机制
Fe₂O₃/I-PDMS复合涂层的成功制备源于多尺度协同效应。碱处理后的PET表面粗糙度增加，为Fe₂O₃提供了锚定位点，而I-PDMS中的动态亚胺键（-C=N-）和PDMS链段的低玻璃化转变温度（T_g）共同赋予涂层低温自修复能力。在-20°C环境下，分子链段仍能运动重组，实现损伤修复。

材料表征
X射线衍射证实Fe₂O₃成功负载，接触角测试显示涂层初始水接触角达162°。光热测试表明，在1太阳光照强度下，织物表面温度10分钟内升高45°C，远超传统光热材料。

性能评估
经过1000次磨损或60次洗涤后，受损涂层在-20°C放置48小时即可恢复超疏水性。冰粘附强度测试显示，处理后的PET表面冰粘附力降低至未处理样品的1/5，且能在阳光下实现自主除冰。

应用验证
该织物在油水分离实验中展现98%的分离效率，并成功用于模拟极地环境的防冰测试。连续冻融循环50次后，仍保持稳定的超疏水性和光热性能。

这项研究的突破性在于首次实现了超疏水涂层的零下自修复功能。Fe₂O₃的光热效应与I-PDMS的动态键协同作用，形成了"损伤-加热-修复"的闭环系统。相较于Wang等设计的双能垒微纳结构，该材料不仅延长了Cassie-Baxter状态的稳定性，还解决了动态损伤后的修复难题。与Zhang团队开发的Ag@MXene复合材料相比，其低能耗特性更适合户外应用。

Qingbo Xu等研究者开创的材料设计策略，为极端环境下的智能纺织品开发提供了新思路。这种将无机光热材料与有机动态聚合物相结合的方法，不仅适用于纺织领域，还可拓展至新能源系统防冻、航空航天材料等场景，展现出广阔的应用前景。