江南大学罗静教授Chemical Engineering Journal：基于包裹相变材料的聚苯胺微胶囊实现的高效全天候防覆冰和除冰涂层
引用格式：
Zhang Q, Chen Y, Liu R, et al. Efficiently all-weather anti-icing and de-icing coatings enabled by polyaniline microcapsules encapsulated phase change materials[J]. Chemical Engineering Journal, 2024: 156122.
图1. BS@PANI微胶囊的制备及复合涂层功能示意图。
图2. 不同苯胺浓度下BS@PANI微胶囊的SEM图：BS@PEA (a)，BS@PANI-1 (b)，BS@PANI-2 (c)，BS@PANI-3 (d)，BS@PANI-4 (e)，以及BS@PANI-3微胶囊的元素分布图（对应的SEM图见图S1）。
图3. 空白涂层和不同浓度BS@PANI-3微胶囊复合涂层在加热和冷却过程中的温度变化(a)及典型红外热成像照片(b)；空白涂层和不同浓度BS@PANI-3微胶囊复合涂层在近红外照射下的温度变化(c)及典型红外热成像照片(d)。
图4. 含BS@PANI微胶囊涂层的防覆冰特性示意图(a)；-20°C下不同涂层表面冰冻过程的照片(b)；-20°C下不同涂层水滴的冰冻过程照片(c)；复合涂层防覆冰能力与其他研究的比较(d)。
图5. 含BS@PANI-3微胶囊涂层的除冰特性示意图(a)；不同表面在近红外光照射下冰融化过程的照片(b)；在近红外光照射下，融化水滴沿空白涂层和复合涂层表面滚落的照片(c)。
总之，设计并制备了一种新型多功能聚苯胺微胶囊，包裹相变材料（PCM）。由于其优良的密度、导热性和光热性能，聚苯胺外壳的PCM包裹可以实现高导热性、低泄漏率和高太阳能利用率，从而解决了相变材料的瓶颈问题。通过将聚苯胺微胶囊引入树脂中，制备了一种具备光热和热存储功能的高效防覆冰/除冰涂层。加入10 wt%的聚苯胺微胶囊后，涂层上的水滴在734秒内完全结冰，结冰时间延长约12.6倍。复合涂层上水滴的融化时间缩短至18秒，几乎是空白涂层的10倍。此外，涂层还具有优异的抗腐蚀性能，这对于金属涂层应用尤为重要。因此，引入聚苯胺微胶囊使涂层具备卓越的热调节、除冰/防覆冰及抗腐蚀特性，为通过经济且简便的途径制造多功能涂层开辟了新的思路。
相应的成果以“Efficiently all-weather anti-icing and de-icing coatings enabled by polyaniline microcapsules encapsulated phase change materials”为题发表在Chemical Engineering Journal上，文章的通讯作者为江南大学罗静教授。
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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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