光熱超疏水涂層有望防止基礎設施上的冰堆積，但在實際結冰條件下，涂層性能往往會顯著下降，而且缺乏機械穩定性。
近日，中科院蘭州應化所Junping Zhang報道了通過在天然凹凸棒石納米棒上沉積納米級 MOF、氟化、疏水粘合劑的控制相分離和噴涂組件，設計出具有三層分級微/納米/納米結構的堅固光熱超疏水涂層。
文章要點
1）相分離度和粘合劑含量通過調節結構參數和形貌顯著影響涂層的性能。在模擬/真實結冰環境中，涂層同時表現出 (i) 由于其低表面能、三層微/納米/納米結構而具有的高超疏水性和穩定的 Cassie-Baxter 狀態，(ii) 主要由于納米級 MOF 而具有的優異的光熱效應，和 (iii) 由于相分離粘合劑、凹凸棒石增強和涂層的自相似結構而具有良好的機械穩定性。
2）因此，結合低熱導率，涂層在此類環境中表現出卓越的防結冰/結霜性能（例如，至少 150 分鐘內不結冰，25 分鐘內幾乎無霜）和除冰/結霜性能（例如，12.7 分鐘內快速除冰，16.7 分鐘內快速除霜）。此外，我們以合理的成本實現了涂層的大規模制備。通過有效利用自然陽光，該涂層在現實世界中具有防冰和除冰的巨大應用潛力。
參考文獻
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).
DOI：10.1038/s41467-024-54058-8
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54058-8
