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  近日，浙江大學張慶華教授團隊于2025年1月6日和1月5日分別以Transparent, Anti-fouling and Mechanically stable coating with hybrid architecture inspired by corn bracts-coating strategy和A Bioinspired Antifouling Coating Based on “Host-Guest Interaction” Strategy: Durable Slipperiness and Tunable Transparency為題在Advanced Functional Materials和Small上發表了兩篇最新研究論文。分別介紹如下：

  隨著全球能源和環境危機日益嚴重，光伏電池應運而生，多地陸續建立了太陽能發電站。由于大部分光伏面板主要在室外工作，時間久了面板表面不可避免地會被污染物遮擋，極大地影響了電站的發電效率，造成了巨大的損失。對于這些污染物，如果選擇人工清潔，不僅浪費巨大的人力物力，且效果不理想。另一方面，從陸地到海洋，海洋生物污損的防控需求不再局限于航運和漁業等傳統領域，已經拓展到海洋觀測領域，尤其是一些光學傳感設備，對防污材料有著透明度的需求。盡管透明和防污涂料的研發已取得進展，但將這兩種特性結合仍然是一大挑戰。

I：基于仿生微結構水平條紋策略構筑新型光學透明防污自清潔涂層

  由荷葉葉片自清潔原理可知，利用仿生學原理在降低涂層表面能的同時構建微納米粗糙結構，以提高涂層的疏水性，然而這種方法并不適用于高透明自清潔涂層。由Rayleigh散射及Mie散射理論可知，要實現良好的透光性，除了要保證光學表面材料透光性外，表面粗糙度需小于光的波長。當粗糙度大于100 nm時，光的散射顯著增強，因此微米級的粗糙度很難實現透光，這意味著透光自清潔涂層難以通過簡單構筑粗糙表面以此提高疏水性，必須在優異的光學透明性與疏水性間取得平衡。

圖1. SHT涂層的網絡示意圖，靈感來自玉米葉苞葉的結構

【文章要點】

圖2. HNP-x涂層的表面形貌和高度分布圖(a、b、c、d分別為HNP-0、HNP-1、HNP-2、HNP-3)。e)特殊水平條紋形成機理f)未鍍膜玻璃和鍍膜水平花紋玻璃表面光路示意圖。g)通過HNP-3拍攝的建筑物及HNP-x透射率曲線。h)HNP-3和玻璃的反射率以及玻璃和HNP-3的外觀比較(上層為玻璃)

圖3. a)耐磨性測試儀。100次鋼絲絨磨損后HNP-x的質量損失。鋼絲絨磨損試驗前后HNP x的圖像:c) HNP-0，d) HNP-1，e) HNP-2，f) HNP-3。g) COMSOL模擬HNP-0和HNP-3涂層在鋼絲絨磨損試驗期間的表面應力場分布。

圖4. 空白載玻片和涂有HNP-3的抗污性能。a) 抗指紋，b) 對模擬固體顆粒污染物(CuCl₂·2H₂O、SiO₂、土壤)的抗污能力，c) 防油墨(上面的空白玻璃，黑色的水基標記，紅色的油基標記)，d) 表面能，玻璃、HNP-3和自清潔后的HNP-3的e) 太陽能電池J-V曲線，f) 光電轉換效率(PCE)。

II. 基于“主客體”協同策略的仿生透明防污涂層：持久的潤滑性和可調的透明度

  在海事應用中，生物污垢會阻礙水下監測設備的實時監控，增加船舶航行阻力和燃料消耗。防污涂層在抑制生物污垢粘附方面起著至關重要的作用。然而，對于某些特定的應用場景，如水下機器人交互界面、監控設備表面等，要求涂層的可見光透射率很高。而對基于微結構的超疏水表面和潤滑劑介導的超潤滑表面來講，實現高透明度異常困難。即在防污的基礎上保證水下長期效高透明度，這對于傳統海洋防污涂料來說極具挑戰。

圖1. LLSs涂層的構建、防污策略和海水持久透明機制示意圖

【文章要點】

  研究人員通過將功能有機硅組分共價接枝到聚合物基材中，由于低表面能的特性，有機硅聚合物段會自發富集到涂層表面。其一端為自由端，一端為固定端，柔軟的硅鏈段可以靈活的扭曲、彎曲、轉動，賦予表面良好的疏液性能。研究發現，所制備的涂層在靜態條件下的防污效果較差，而基于主客體相互作用策略構筑了防污劑包合物，進一步引入至涂層中，可有效緩解超滑涂層靜態條件下的防污不足，并克服了物理共混防污劑的爆釋問題。所制備的涂層在基材表面展現出優異的附著力、光學性能、機械性能和防污耐久性。

【機械附著和藥物釋放性能】

【涂層的透明應用】

圖4. LLSs涂層的水下透明度評估

圖5. 涂層在海水中的透明度機理和90天模擬水下鏡片透明度測試

  論文鏈接如下：

  論文1鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202418795

  論文2鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202409771

浙江大學張慶華教授團隊介紹與博士后招聘信息

  團隊介紹:

  浙江大學張慶華教授分別在浙大化工學院和浙大衢州研究院建立了界面功能材料研究團隊，團隊現有教授2人，青年研究人員10余人。團隊聚焦于高性能、高附加值的高端化學品、氟硅聚合物與新能源材料的研發，包括特種工程塑料、氟硅樹脂、功能膜材料、鋰電關鍵材料、電解質鋰鹽等，開發了一系列新型仿生表界面功能材料，基于多尺度結構的構筑與調控，提出了多機制協同抗污新概念，發展了系列新型智能抗粘附表面，實現了材料表界面性能的顯著提升以及應用領域的拓展，實現了在自清潔涂料、分離膜、海洋防污、鋰電池等領域的產業化應用。完成包括國家自然科學基金重點、國防重點基金、浙江省重大科技專項等項目30余項；迄今為止，已在Nat. Water, Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., AIChE J., Adv. Mater等國際權威期刊上發表學術論文200余篇。獲授權發明專利70余項，含PCT專利多項。已主持完成包括國家自然科學基金、浙江省重大科技專項等項目30余項；成果獲江蘇省科學技術獎一等獎、中國化工學會技術發明一等獎、中國輕工業聯合會技術發明一等獎等省部級獎勵8項，獲中國專利優秀獎，日內瓦國際發明獎等專利成果獎4項。

• 學科方向：材料、化工、高分子、化學、能源環境、有機合成等相關專業。

• 研究方向：1）仿生多尺度界面功能材料、多功能膜分離材料與表面改性、響應型智能超浸潤自清潔材料；2）新能源材料的設計、構筑與應用，全固態電池技術、固態電解質與隔膜材料、鋰電池/鋰硫電池電極與粘結劑；3）在功能聚合物復合材料與涂層材料、特種聚合物樹脂材料（膜材料、電池材料等）、氟硅高分子材料的設計合成與工程化應用領域，從事應用基礎研究、關鍵技術攻關與產品開發工作。

• 工作地點：浙江大學衢州研究院/浙大化工學院

  要求：

  1）具有博士學位（含應屆博士畢業生）；

  2）具備扎實的材料化學或化工基礎及產業化思維；

  3）勤奮上進，善于溝通交流，具有良好團隊合作能力、動手能力和執行力。

  相關待遇

  1）稅前年薪35~40萬；

  2）五險一金、定期體檢、租房補貼、人才公寓、人才津貼等；

  3）工作業績突出、滿足研究院公開招聘研究人員任職條件者，出站后可優先聘用到浙江大學衢州研究院科研崗位工作，并享有相應引進人才待遇：安家補助、購房補貼（共160萬元）和人才津貼等；

  4）提供良好的實驗與科研條件，開展國際前沿性的研究，以及參加國內外高水平學術會議的機會；支持申請各類博士后基金和項目；基本待遇參照浙江大學博士后待遇規定，課題組補貼和獎勵面議。

  應聘方式

  有意者請將應聘材料（包括學習和工作經歷、已發表的科研論文、已取得的科研成果等）發至聯系人：高老師（feng_gao@zju.edu.cn）