陕西科技大学杨进副教授/宋浩杰教授课题组开发了一种具有自清洁、防热水和抗腐蚀性能的超滑透明涂层

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表面润湿性是防护涂层应用的重要依据，也是表面科学的研究热点。近年来，受自然界的启发，研究人员通过构筑微纳粗糙结构、引入低表面能材料或灌注润滑液等方法，研制出了许多具有超低滑动角的疏水涂层，如超疏水和灌注型超滑涂层，这些涂层在自清洁、抗腐蚀、减阻降噪、防结冰等多个领域有着广阔的应用前景。但是，微纳粗糙结构的耐磨性较差，灌注润滑液存在易损耗的缺点，极大限制了超疏水和灌注型超滑涂层的使用寿命。目前，开发不受微结构和润滑液限制的液滴超滑涂层已成为该领域的重要研究方向。

近日，陕西科技大学杨进副教授/宋浩杰教授课题组利用“共价接枝液体”的制备策略，以树状大分子聚酰胺-胺为固化剂，将聚硅氧烷刷共价接枝到环氧树脂交联网络中，成功开发了不受微结构和润滑液限制的液滴超滑透明涂层，该涂层的耐久性和稳定性较好，且呈现出优异的自清洁、防热水和抗腐蚀性能，其成果Fabrication of Robust and Transparent Slippery Coating with Hot Water Repellency, Anti-Fouling Property, and Corrosion Resistance于近期在ACS Applied Materials & Interfaces杂志上发表。

图1.超滑透明涂层的制备过程及其滑动性能

第五代树状大分子聚酰胺-胺PAMAM拥有128个氨基，作为固化剂可以提供足够的氢原子来诱导环氧树脂的高度交联，同时共价接枝单缩水甘油醚封端PDMS在涂层中形成聚硅氧烷刷，加热固化即可得到超滑透明涂层。由于聚硅氧烷的低表面能效应和链段的高移动性，10 μL的水性液滴在涂层表面的滑动角可低至3°以下，滑动速度高达1.16 mm/s。

图2.超滑透明涂层的防热水性能

超疏水涂层微纳米粗糙结构可以将气体包覆在内形成固-液-气三相界面，但在接触热水时易被蒸汽侵蚀变成Wenzel状态。而超滑涂层的表面光滑，面对不同温度的热水均具有出色的滑动效果，80 °C热水在涂层表面的滑动角仍低于5°，这在日常生活的防烫伤方面有着潜在的应用。

图3.超滑透明涂层的抗污染性能

涂层对于泥浆、牛奶、墨水、果汁等溶液均表现出良好的防污效果。将喷涂有超滑涂层的马口铁片浸入这些溶液中数次，涂层的表面仍无任何溶液残留。

论文链接: 

https://doi.org/10.1021/acsami.0c06743

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