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  表面潤濕性是防護(hù)涂層應(yīng)用的重要依據(jù)，也是表面科學(xué)的研究熱點(diǎn)。近年來，受自然界的啟發(fā)，研究人員通過構(gòu)筑微納粗糙結(jié)構(gòu)、引入低表面能材料或灌注潤滑液等方法，研制出了許多具有超低滑動(dòng)角的疏水涂層，如超疏水和灌注型超滑涂層，這些涂層在自清潔、抗腐蝕、減阻降噪、防結(jié)冰等多個(gè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，微納粗糙結(jié)構(gòu)的耐磨性較差，灌注潤滑液存在易損耗的缺點(diǎn)，極大限制了超疏水和灌注型超滑涂層的使用壽命。目前，開發(fā)不受微結(jié)構(gòu)和潤滑液限制的液滴超滑涂層已成為該領(lǐng)域的重要研究方向。

  近日，陜西科技大學(xué)楊進(jìn)副教授/宋浩杰教授課題組利用“共價(jià)接枝液體”的制備策略，以樹狀大分子聚酰胺-胺為固化劑，將聚硅氧烷刷共價(jià)接枝到環(huán)氧樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，成功開發(fā)了不受微結(jié)構(gòu)和潤滑液限制的液滴超滑透明涂層，該涂層的耐久性和穩(wěn)定性較好，且呈現(xiàn)出優(yōu)異的自清潔、防熱水和抗腐蝕性能，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雜志上發(fā)表。

圖1.超滑透明涂層的制備過程及其滑動(dòng)性能

  第五代樹狀大分子聚酰胺-胺PAMAM擁有128個(gè)氨基，作為固化劑可以提供足夠的氫原子來誘導(dǎo)環(huán)氧樹脂的高度交聯(lián)，同時(shí)共價(jià)接枝單縮水甘油醚封端PDMS在涂層中形成聚硅氧烷刷，加熱固化即可得到超滑透明涂層。由于聚硅氧烷的低表面能效應(yīng)和鏈段的高移動(dòng)性，10 μL的水性液滴在涂層表面的滑動(dòng)角可低至3°以下，滑動(dòng)速度高達(dá)1.16 mm/s。

圖2.超滑透明涂層的防熱水性能

  超疏水涂層微納米粗糙結(jié)構(gòu)可以將氣體包覆在內(nèi)形成固-液-氣三相界面，但在接觸熱水時(shí)易被蒸汽侵蝕變成Wenzel狀態(tài)。而超滑涂層的表面光滑，面對不同溫度的熱水均具有出色的滑動(dòng)效果，80 °C熱水在涂層表面的滑動(dòng)角仍低于5°，這在日常生活的防燙傷方面有著潛在的應(yīng)用。

圖3.超滑透明涂層的抗污染性能

  涂層對于泥漿、牛奶、墨水、果汁等溶液均表現(xiàn)出良好的防污效果。將噴涂有超滑涂層的馬口鐵片浸入這些溶液中數(shù)次，涂層的表面仍無任何溶液殘留。

  論文鏈接: https://doi.org/10.1021/acsami.0c06743