基于环保Sb2Se3的超疏热光热涂层,用于可扩展的抗结冰和脱冰应用
Chao Wang1,2,3, Li Zhong1, Jixiang Zhang1,2,3
1School of Mechatronics and Vehicle Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 24, 2025
概括
一种新的环保涂层结合了超性和光热转换,用于先进的抗结冰. 这种可扩展的系统可以防止各种表面的冰块积累,使用无化学品的胺,酸和PMMA.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 室外基础设施上的冰积累带来了重大挑战,导致安全隐患和运营中断.
- 目前的抗结冰技术通常依赖于化化学品,复杂的制造,并且具有有限的基板兼容性.
研究的目的:
- 通过整合超性和光热转换,开发一种可扩展,环保和多功能涂层系统,以有效地防止结冰.
- 克服现有的抗结冰解决方案的局限性,例如化物依赖性和复杂的制造.
主要方法:
- 采用了一步喷雾沉积技术,使用抗氧化 (Sb2Se3),酸 (STA) 和聚甲酸 (PMMA).
- 描述了微/纳米结构,表面粗度 (Ra = 189.937 nm) 和表面能量.
- 液体排斥力通过水接触角度 (165°) 和滑动角度 (3°) 来量化.
- 在1太阳照明下测量了光热转换效率,并在-20°C测试了冰的积累/融化行为.
主要成果:
- 该Sb2Se3 / STA / PMMA (Sb2Se3-SP) 复合涂层实现了超疏水性质,具有特殊的液体排斥性.
- 涂层在不经预处理的情况下,对各种基板 (金属,玻璃,纸张,木材) 具有强大的粘附性.
- 观察到延迟冰时间增加了4.67倍 (280秒与60秒相比).
- 涂层表现出高效的光热转换,在照明下达到80.0°C,促进自主融化冰.
- 优秀的机械耐用性和自我清洁性能也得到了证实.
结论:
- 开发的Sb2Se3-SP涂层为抗结冰应用提供了可持续,可扩展和高性能解决方案.
- 这种无化工方法解决了当前技术的关键局限性,为工业部署铺平了道路.
- 综合的超性和光热转换为管理关键基础设施和系统中的冰积累提供了节能战略.
