【熱聞】硅基超疏液涂層應(yīng)用基礎(chǔ)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(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學(xué)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(xué)為基礎(chǔ),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(guān)鍵共性問題,解決了實際應(yīng)用中的科學(xué)問題,實現(xiàn)了工程化應(yīng)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(lǐng)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(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)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(fù)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(fù)合材料的量產(chǎn)和超雙疏涂層的大面積制備(圖2),并應(yīng)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(yīng)用。
相關(guān)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(xué)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(yīng)用
來源:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
關(guān)鍵詞: 高壓輸電 功能材料 中國科學(xué)院 復(fù)合材料 化學(xué)物理
責(zé)任編輯:hnmd004
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