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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

具有被動和主動防護(hù)協(xié)同作用的光熱 mof 多功能涂層

該研究發(fā)表于 Acs Applied Energy Materials（2023），使用 XH-8000 / XH-8000Plus 開展 超疏水防護(hù)涂層；光熱除冰；MOF 功能材料；表面自修復(fù)；抗腐蝕表面工程 研究，核心條件包括溫度 150 ℃。

論文編號 533
應(yīng)用方向 超疏水防護(hù)涂層；光熱除冰；MOF 功能材料；表面自修復(fù)；抗腐蝕表面工程
關(guān)鍵結(jié)果 見正文關(guān)鍵結(jié)果
核心條件 溫度 150 ℃
論文編號
533
期刊
Acs Applied Energy Materials
影響因子
6.959
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2023
設(shè)備型號
XH-8000 / XH-8000Plus
作者單位
西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室/先進(jìn)潤滑與密封材料中心；西安電子科技大學(xué)先進(jìn)材料與納米技術(shù)學(xué)院；中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室；西北工業(yè)大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；西北工業(yè)大學(xué) 凝固技術(shù)國家重點實驗室 / 先進(jìn)潤滑與密封材料中心；西安電子科技大學(xué) 先進(jìn)材料與納米技術(shù)學(xué)院；中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所 固體潤滑國家重點實驗室；西北工業(yè)大學(xué) 海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)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
超疏水防護(hù)涂層；光熱除冰；MOF 功能材料；表面自修復(fù)；抗腐蝕表面工程

事實快照

  • 論文：具有被動和主動防護(hù)協(xié)同作用的光熱 mof 多功能涂層
  • 設(shè)備：XH-8000 / XH-8000Plus
  • 期刊與分區(qū)：Acs Applied Energy Materials，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 150 ℃
  • 用途：可作為 超疏水防護(hù)涂層；光熱除冰；MOF 功能材料；表面自修復(fù)；抗腐蝕表面工程 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

正文摘要指出，傳統(tǒng)超疏水表面雖然在抗結(jié)冰、自清潔和防腐方面具有潛力，但仍面臨物理損傷后性能衰減，以及難以同時整合自修復(fù)和主動除冰功能的問題。針對這一痛點，作者構(gòu)建了一種光熱 MOF 基超疏水多功能涂層，通過被動液體排斥性能實現(xiàn)自清潔、抗結(jié)冰和抗腐蝕，通過主動光熱響應(yīng)實現(xiàn)除冰與光熱自修復(fù)。該多功能涂層通過噴涂法構(gòu)建，具體是將含氟光熱鐵茂 MOF 納米片和 SiO2 納米顆粒引入環(huán)氧樹脂體系。摘要還指出，該涂層在不破壞表面紋理結(jié)構(gòu)的前提下實現(xiàn)了快速主動除冰，經(jīng)過機(jī)械磨損后仍能保持超疏水性；此外，等離子體刻蝕后的表面還可在光照下通過含氟硅烷鏈的光熱誘導(dǎo)遷移實現(xiàn)快速恢復(fù)液體排斥性能。

研究背景與解決的問題

正文摘要指出，傳統(tǒng)超疏水表面雖然在抗結(jié)冰、自清潔和防腐方面具有潛力，但仍面臨物理損傷后性能衰減，以及難以同時整合自修復(fù)和主動除冰功能的問題。

設(shè)備應(yīng)用與實驗條件

項目參數(shù)
溫度150 ℃

機(jī)制/方法亮點

  • 這篇論文的機(jī)制主線可以概括為“微納粗糙結(jié)構(gòu) + 低表面能化學(xué)層 + 光熱轉(zhuǎn)換 + 表面鏈段遷移”的協(xié)同。 Fc-MOF 納米片和 SiO2 顆粒共同幫助構(gòu)建粗糙微納結(jié)構(gòu)，為超疏水狀態(tài)提供基礎(chǔ)。
  • 含氟組分賦予涂層較低表面能，使液滴更易滾落，從而實現(xiàn)自清潔、抗附著和被動抗結(jié)冰。
  • 光熱 MOF 組分在近紅外或光照條件下可快速升溫，為主動除冰提供熱響應(yīng)通道。
  • 光熱誘導(dǎo)的局部升溫還能驅(qū)動表面含氟硅烷鏈遷移，從而幫助等離子體刻蝕后的表面重新恢復(fù)液體排斥性能。
  • 對照組玻璃基底在近紅外激光照射后表面溫度不發(fā)生明顯變化，也從側(cè)面支持了光熱組分的必要性。

應(yīng)用價值

  • 把超疏水表面的被動防護(hù)和光熱主動防護(hù)整合到同一套 MOF 涂層中。
  • 兼顧自清潔、抗結(jié)冰、抗腐蝕、主動除冰和光熱自修復(fù)，多功能性很強(qiáng)。
  • 摘要明確指出，主動除冰不會破壞表面紋理結(jié)構(gòu)，兼顧即時功能和結(jié)構(gòu)完整性。
  • 機(jī)械磨損后仍保持超疏水性，說明其耐久性設(shè)計具有實際意義。
  • 當(dāng)前可訪問證據(jù)已確認(rèn)噴涂構(gòu)筑路線，適合向工程化防護(hù)涂層方向延展。

相關(guān)儀器推薦

常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-8000 / XH-8000Plus。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Acs Applied Energy Materials（2023），使用 XH-8000 / XH-8000Plus 開展 超疏水防護(hù)涂層；光熱除冰；MOF 功能材料；表面自修復(fù)；抗腐蝕表面工程 研究，核心條件包括溫度 150 ℃。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 Acs Applied Energy Materials，中科院 1 區(qū)。
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