有機(jī)硅改性涂層具有優(yōu)異的低表面能自潤滑特性，可有效減少水滴在涂層表面的附著，一定程度上能延緩積冰的形成，降低覆冰強(qiáng)度。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究團(tuán)隊近年來在有機(jī)硅改性涂層材料的設(shè)計、制備及防/除冰性能研究方面開展了系統(tǒng)研究并取得了系列進(jìn)展。近日，該團(tuán)隊基于電熱-疏水潤滑協(xié)同理念，發(fā)展了一種有機(jī)硅改性的疏水自潤滑柔性電熱防/除冰薄膜，證實了該類型材料多場景適用性及高效防/除冰性能。
研究人員采用刮涂工藝在聚酰亞胺膠帶表面涂覆電熱涂料，保證了電熱涂層厚度均勻性和整體電熱功率一致性，通過噴涂工藝在電熱涂層表面涂覆有機(jī)硅改性丙烯酸酯涂層，賦予表面疏水自潤滑效果。通過靜態(tài)電熱除冰、模擬冰風(fēng)洞動態(tài)防冰，他們證實了該類型疏水自潤滑電熱貼膜材料具有優(yōu)異的防/除冰效果。此外，該類型電熱防冰貼膜具有優(yōu)異的自清潔性能、機(jī)械性能，以及易粘接置換、電熱功率可控、表面發(fā)熱均勻的優(yōu)勢，為飛機(jī)、風(fēng)電領(lǐng)域防除冰問題提供了新的解決方案。相關(guān)成果以Flexible Electrothermal Hydrophobic Self-Lubricating Tape for Controllable Anti-icing and De-icing為題發(fā)表在《ACS應(yīng)用工程材料》（ACS Applied Engineering Materials）上（圖1）。
此外，該團(tuán)隊受皮脂腺啟發(fā)，發(fā)展了一種自分泌自修復(fù)的低覆冰涂層材料，通過冰上摩擦實驗及分子動力學(xué)模擬，證實了聚硅氧烷作為防除冰助劑的有效性（Prog. Org. Coat., 2023, 174, 107311, 圖2）。
前期，研究團(tuán)隊通過表面接枝構(gòu)筑多種聚硅氧烷疏水表面，通過系列對比實驗材料（全氟烷基表面、十八烷基表面），證實了聚硅氧烷修飾表面具有優(yōu)異的自潤滑、自清潔及延長結(jié)霜、易除冰、易除蠟性能（Adv. Mater. Interfaces 2022, 9, 2200160，圖3）。
圖1 柔性疏水自潤滑電熱防冰貼膜及電熱防除冰性能
圖2 （a）仿皮脂腺防除冰涂層的制備；（b）涂層表面形貌及冰上摩擦系數(shù)；（c）除冰性能展示
圖3 聚硅氧烷表面、全氟烷基表面、十八烷基表面（a）覆冰強(qiáng)度及冰上摩擦系數(shù)；（b）除冰機(jī)理示意圖；（c）石蠟附著強(qiáng)度及表面粘附石蠟的微觀形貌
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