东南大学张友法团队发表抗多相物质积聚长效超疏水涂层最新研究成果

近日，东南大学张友法课题组在超疏水涂层应用领域取得重要进展，设计了一种单元胞颗粒，将其分散不同树脂中，可同时赋予涂层超疏水性和机械稳定性。相关成果以“Ultra-durable superhydrophobic cellular coatings”为题发表于国际著名期刊《Nature Communications》上。

通常情况下，设计一种同时具有长效性、多相排斥性的超疏水涂层非常困难，因为超疏水涂层的这两种特性是相互矛盾的。首先，粗糙的微结构能够贮存空气垫，有利于排斥液体，但容易遭受高的局部应力破坏，且导致气体渗透和固体钉扎。其次，降低涂层的表面能可以减弱多相物质的吸附倾向，相反地会减少涂层内的化学键合，即牺牲涂层的内聚力和附着力。保持涂层功能性的同时提高其寿命一直是超疏水涂层领域的重大挑战之一。

针对超疏水涂层长效性与多相排斥性相矛盾的瓶颈问题，张友法教授团队提出了一种单元胞策略：该单元胞由硬质多孔的硅藻土微壳和可释放的纳米种子构成，具有独特的物化性质，可同时提高涂层的超疏水性和机械性能，使超疏水涂层的耐磨性和耐冲击性分别提高30-100倍和120倍。更重要的是，单元胞涂层可防止盐雾、盐水、混凝土等不同相物质黏附，以及促进露滴、霜层脱附，显著提高换热器传热效率。