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具有被动和主动防护协同作用的光热 mof 多功能涂层

该研究发表于 Acs Applied Energy Materials（2023），使用 XH-8000 / XH-8000Plus 开展 超疏水防护涂层；光热除冰；MOF 功能材料；表面自修复；抗腐蚀表面工程 研究，核心条件包括温度 150 ℃。

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论文编号 533
应用方向 超疏水防护涂层；光热除冰；MOF 功能材料；表面自修复；抗腐蚀表面工程
关键结果 见正文关键结果
核心条件 温度 150 ℃
论文编号
533
期刊
Acs Applied Energy Materials
影响因子
6.959
中科院分区
1 区
发表年份
2023
DOI
10.1021/acsaenm.3c00027
设备型号
XH-8000 / XH-8000Plus
作者单位
西北工业大学凝固技术国家重点实验室/先进润滑与密封材料中心；西安电子科技大学先进材料与纳米技术学院；中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室；西北工业大学海洋科学与技术学院；西北工业大学 凝固技术国家重点实验室 / 先进润滑与密封材料中心；西安电子科技大学 先进材料与纳米技术学院；中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室；西北工业大学 海洋科学与技术学院
State Key Laboratory of Solidification Processing, Center of Advanced Lubrication and Seal Materials, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, P. R. China; School of Advanced Materials and Nanotechnology, Xidian University, Xi’an 710126, Shaanxi, P. R. China; State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, P. R. China; School of Marine Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, P. R. China; State Key Laboratory of Solidification Processing, Center of Advanced Lubrication and Seal Materials, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, P. R. China; School of Advanced Materials and Nanotechnology, Xidian University, Xi’an 710126, Shaanxi, P. R. China; State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, P. R. China; School of Marine Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, P. R. China
研究方向
超疏水防护涂层；光热除冰；MOF 功能材料；表面自修复；抗腐蚀表面工程

事实快照

  • 论文：具有被动和主动防护协同作用的光热 mof 多功能涂层
  • 设备：XH-8000 / XH-8000Plus
  • 期刊与分区：Acs Applied Energy Materials，中科院 1 区
  • 核心条件：温度 150 ℃
  • 用途：可作为 超疏水防护涂层；光热除冰；MOF 功能材料；表面自修复；抗腐蚀表面工程 的论文证据页。

研究摘要

正文摘要指出，传统超疏水表面虽然在抗结冰、自清洁和防腐方面具有潜力，但仍面临物理损伤后性能衰减，以及难以同时整合自修复和主动除冰功能的问题。针对这一痛点，作者构建了一种光热 MOF 基超疏水多功能涂层，通过被动液体排斥性能实现自清洁、抗结冰和抗腐蚀，通过主动光热响应实现除冰与光热自修复。该多功能涂层通过喷涂法构建，具体是将含氟光热铁茂 MOF 纳米片和 SiO2 纳米颗粒引入环氧树脂体系。摘要还指出，该涂层在不破坏表面纹理结构的前提下实现了快速主动除冰，经过机械磨损后仍能保持超疏水性；此外，等离子体刻蚀后的表面还可在光照下通过含氟硅烷链的光热诱导迁移实现快速恢复液体排斥性能。

研究背景与解决的问题

正文摘要指出，传统超疏水表面虽然在抗结冰、自清洁和防腐方面具有潜力，但仍面临物理损伤后性能衰减，以及难以同时整合自修复和主动除冰功能的问题。

设备应用与实验条件

项目参数
温度150 ℃

机制/方法亮点

  • 这篇论文的机制主线可以概括为“微纳粗糙结构 + 低表面能化学层 + 光热转换 + 表面链段迁移”的协同。 Fc-MOF 纳米片和 SiO2 颗粒共同帮助构建粗糙微纳结构，为超疏水状态提供基础。
  • 含氟组分赋予涂层较低表面能，使液滴更易滚落，从而实现自清洁、抗附着和被动抗结冰。
  • 光热 MOF 组分在近红外或光照条件下可快速升温，为主动除冰提供热响应通道。
  • 光热诱导的局部升温还能驱动表面含氟硅烷链迁移，从而帮助等离子体刻蚀后的表面重新恢复液体排斥性能。
  • 对照组玻璃基底在近红外激光照射后表面温度不发生明显变化，也从侧面支持了光热组分的必要性。

应用价值

  • 把超疏水表面的被动防护和光热主动防护整合到同一套 MOF 涂层中。
  • 兼顾自清洁、抗结冰、抗腐蚀、主动除冰和光热自修复，多功能性很强。
  • 摘要明确指出，主动除冰不会破坏表面纹理结构，兼顾即时功能和结构完整性。
  • 机械磨损后仍保持超疏水性，说明其耐久性设计具有实际意义。
  • 当前可访问证据已确认喷涂构筑路线，适合向工程化防护涂层方向延展。

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常见问题

这篇论文使用了哪种设备？
本研究使用 XH-8000 / XH-8000Plus。
研究的核心发现是什么？
该研究发表于 Acs Applied Energy Materials（2023），使用 XH-8000 / XH-8000Plus 开展 超疏水防护涂层；光热除冰；MOF 功能材料；表面自修复；抗腐蚀表面工程 研究，核心条件包括温度 150 ℃。
该研究发表在哪个期刊？
发表于 Acs Applied Energy Materials，中科院 1 区。
引用信息
Photothermal MOF-Based Multifunctional Coating with Passive and Active Protection Synergy
Acs Applied Energy Materials, 2023
DOI: 10.1021/acsaenm.3c00027