双壳结构n-OD@PDA相变微胶囊增强超疏水涂层，具有优异的光热防冰/除冰性能

《Surfaces and Interfaces》：Dual-shell n-OD@PDA phase-change microcapsule reinforced superhydrophobic coatings with enhanced photothermal anti-/de-icing performance

　　

江波辰|李文|隋小静|雷梦宇|雷艳华|曹江东|刘涛|崔甲城|任静阳|顾宇|崔忠洲|王建涛

摘要

光热超疏水涂层在防冰/除冰方面具有巨大潜力，但其应用受到太阳光照依赖性强以及在暗处或光强度低的环境中稳定性差的严重限制。本文制备了一种以双壳相变微胶囊（n-十八烷@PDA）增强的多功能超疏水涂层，用于实现协同的被动防冰和主动除冰效果。这些微胶囊由n-十八烷核心构成，用于储存潜热；硅 oxide (SiO?) 内壳提供结构稳定性；聚乙烯多巴胺 (polydopamine) 外壳则实现宽频带的光热转换。当这种涂层被整合到氟化环氧树脂基体中时，会形成具有优异超疏水性能（接触角151°，滑动角2°）的微纳结构。在1倍太阳光照条件下，该涂层可迅速升温至63°C，相比不含PDA的涂层性能提升了96.3%。得益于相变过程中的热能储存与释放，即使在没有光照或光照较弱的情况下，也能保持稳定的温度调节。在-20°C的环境中，水滴的冻结时间延长了约25倍；该涂层还具有超低的冰附着强度（10-15 kPa）以及快速的除冰/解冻性能。这项研究为严酷低温环境下的高效防冰/除冰涂层提供了一种具有前景的全天候解决方案。