【熱聞】硅基超疏液涂層應用基礎研究取得進展

【資料圖】

仿生超疏液涂層具有液滴接觸角高（>150°）、滾動角低（

中國科學院蘭州化學物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學研發(fā)中心硅基功能材料組長期從事超疏液涂層研究。課題組以硅酸鹽黏土和有機硅化學為基礎，構(gòu)建了一系列性能優(yōu)異的超疏液功能材料包括涂層、3D多孔材料、微納米粒子等，突破了超疏液涂層的關鍵共性問題，解決了實際應用中的科學問題，實現(xiàn)了工程化應用如5G天線罩/雷達罩防雨衰、高壓輸電線路防結(jié)冰、電子產(chǎn)品防水防油膜等；與能源、通信等領域交叉，培育新方向，探索了超疏液表面在鋰電池隔膜（Advanced Energy Materials 2018, 8, 1801778；Energy Storage Materials 2021, 37, 13）、太陽能界面蒸發(fā)材料（Nano Energy 2021, 81, 1056）等領域的應用。

近日，該課題組報道了一種可大面積制備的穩(wěn)定超雙疏涂層，并將其應用于高壓輸電線路鐵塔防結(jié)冰。研究將F-SiO2納米粒子/粘結(jié)劑復合材料相分離，構(gòu)建了三級微/微/納分級結(jié)構(gòu)。涂層展現(xiàn)出優(yōu)異的靜態(tài)、動態(tài)超雙疏性及防結(jié)冰性能（圖1）。通過自相似結(jié)構(gòu)、微骨架保護作用及粘結(jié)劑的協(xié)同作用，涂層呈現(xiàn)出優(yōu)異的機械穩(wěn)定性。研究實現(xiàn)了F-SiO2納米粒子/粘結(jié)劑復合材料的量產(chǎn)和超雙疏涂層的大面積制備（圖2），并應用于中國長江安徽段1000 kV高壓輸電線路鐵塔防結(jié)冰（圖3），展現(xiàn)出較好的防結(jié)冰性能。目前，該涂層正在進行規(guī)?；茝V應用。

相關研究成果以Scalable Robust Superamphiphobic Coatings Enabled by Self-Similar Structure, Protective Micro-Skeleton, and Adhesive for Practical Anti-Icing of High-Voltage Transmission Tower為題，發(fā)表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國家自然科學基金、甘肅省科技重大專項、蘭州化物所等的支持。

圖1.相分離法制備穩(wěn)定超雙疏涂層的示意圖

圖2.穩(wěn)定超雙疏涂層儲備液的規(guī)?；苽?/p>

圖3.穩(wěn)定超雙疏涂層的防結(jié)冰性能及工程化應用

來源：中國科學院蘭州化學物理研究所

關鍵詞： 高壓輸電 功能材料 中國科學院 復合材料 化學物理