引用格式:
Zhao Y, Cheng Y, et al. Multifunctional Ti3C2Tx MXene-Based Composite Coatings with Superhydrophobic Anti-icing and Photothermal Deicing Properties [J]. ACS Applied Materials & Interfaces.
虽然工业产品的进步给我们的生活带来了便利,但恶劣的天气也增加了工业设施的安全风险。研制高性能的超疏水防冰涂料已取得了长足的进展。然而,设计一种既具有防冰性能又具有自除冰性能的功能性涂层仍然是一个重大挑战,因此提出了一种基于MXene的高温烧结和逐层涂层的设计策略,以开发具有优异防冰和除冰性能的光热超疏水多功能涂层。具体来说,聚四氟乙烯(PTFE)颗粒提供低表面能和结合效应。室温硫化硅橡胶(RTV)增强了复合颗粒的分散性和功能涂层对玻璃基板的附着力。此外,MXene构建的功能涂层具有良好的光热效应,具有良好的超疏水性(CA = 160.18°,SA = 1.8°)和高效的光热转化(平衡温度为109.3°C)。通过模拟抗冰/除冰试验,验证了其在实际应用中的有效抗冰/除冰性能。
图1. (a)用于开发MPND复合颗粒。(b)功能涂层的实验过程示意图。
图2. (a, a1) Mxene、 (b, b1) PND超疏水涂层和(c, c1) MPND功能涂层的SEM图像。(d−f) MPND涂层的EDS图像。
图3. (a) PND超疏水涂层和(b) MPND功能涂层的三维轮廓图。(c) RTV、PND和MPND涂层的CA和SA。(d) RTV、PND和MPND涂层的光热加热曲线。(e) PND和(f) MPND涂层在不同时间的热红外图像。
图4. (a)无光条件下的冻结时间,(b)融冰时间,(c) RTV、PND和MPND涂层上水滴光照下的冻结时间。(d) RTV、PND和MPND涂层的冰附着强度。
图5. MPND功能涂层(a)防冰(b)除冰机理示意图。
图6. (a−a2) MPND功能涂层自洁试验。(b−b2)一次阳光照射下(a−a2)对应表面的红外热像仪图像。
图7. 在(a)不同温度和(b)紫外线照射时间下处理的MPND功能涂层的CA和SA。(c)水和(d)砂冲击循环对MPND功能涂层CA和SA的影响。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c07087
相应的成果以“Multifunctional Ti3C2Tx MXene-Based Composite Coatings with Superhydrophobic Anti-icing and Photothermal Deicing Properties”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上,文章通讯作者赵玉顺副教授。
中国民用航空飞行学院何强教授团队依托高高原航空安全验证实验室与四川省全电通航飞行器关键技术工程研究中心等省重平台,主要研究方向为表面防除冰,航空橡胶密封等。欢迎相关文献投稿,交流合作。
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