微图案化水凝胶在极端凝结条件下维持透明性的被动防雾策略

《Nature Communications》：Rationally micropatterned antifogging hydrogels counteracting extreme condensation

　　由于水蒸气凝结导致的透明性丧失是广泛存在于窗户、眼镜、显示屏、车辆和厨房用品等各种应用中的普遍问题。传统的防雾策略依赖于亲水或疏水涂层，基于化学和/或纳米拓扑结构，可以应对轻微的水沉积，但在过度凝结的环境中会失去功能。在此，我们提出了一种被动方法，通过对本质上亲水的水凝胶进行合理的微图案化设计，在过饱和条件下保持高透明度。在光学和润湿理论的指导下，并采用扩散模型来计算水膜形成的相关时间尺度，我们在聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶上设计了一种导流结构，促进了长期的可持续膜状凝结。通过定量的光学清晰度测量和可视化，我们证明我们的方法明显优于最先进的防雾替代品，即使在沸腾环境中也能保持高的光学清晰度。简易的制造工艺和卓越的性能使我们的微结构水凝胶成为在极端凝结条件下维持透明性的理想选择。