制备出具有电热疏水润滑效果的薄膜材料

源自：中国科学报

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　　（见习记者：叶满山）近日，中科院兰州化学物理研究所（以下简称兰州化物所）固体润滑国家重点实验室材料表界面团队通过多层复合制备出一种具有电热疏水润滑效果的薄膜材料。该材料由底层的自黏性聚酰亚胺基膜、中间的电热层和最外侧的疏水自润滑防护层组成，具有表面发热均匀、电热功率可调、机械强度高和易黏结置换的特性，同时表面疏水、润滑，具有优异的抗污染、自清洁、自润滑特性。相关研究成果近日以封面文章形式发表于《ACS应用工程材料》。
　　“装备表面冬季结冰是困扰工程技术领域的一大难题，因为结冰问题造成的重大事故时有发生，特别是在航空领域。”兰州化物所副研究员吴杨告诉《中国科学报》，目前飞机防冰除了喷洒提供临时性保护的防冰液外，飞机机翼防冰主要是通过将飞机高温尾气引入机翼部位，加热迎风面实现防冰，这就需要在机翼内部设置复杂管路，与当前飞机轻量化设计的目标相反。而电热涂层为其提供了很好的解决方案。
　　研究团队将薄薄的涂层材料（微米级别）涂覆在机翼前缘，通过改变涂层厚度和调节施加电压可以实现电热功率（表面温度）控制。聚酰亚胺强度高、耐高温和电绝缘性能优异，将其作为基膜并覆涂导电涂料，再在电热涂层表面喷涂团队自研的疏水润滑防护涂层，可对电热膜进行保护。
　　整张膜在实验室或者车间就能完成制备，电热涂层厚度完全由设备控制，保证了涂层厚度和膜面电热功率的均匀性。此外，该薄膜最外层使用了团队自研的高分子树脂材料。该材料具有优异的疏水、自润滑效果，水滴在表面接触角大，很难附着，在较小风速下即可实现液体自脱离，避免雨滴蒸发带来的能量损耗。
　　该材料为飞机机翼防冰、风电叶片防冰提供了新思路。

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　　信息：https://doi.org/10.1021/acsaenm.2c00176