Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Изготовление методом распыления прочных и прозрачных покрытий для защиты от обледенения: динамическая водоотталкиваемость, замедление обледенения и адгезия льда

Ичжоу Шэнь, Юй Ву, Цзе Тао, Чжэнвэй Ву

Антиобледенительные/ледофобные покрытия, обычно применяемые в виде поверхностных функциональных материалов, считаются идеальным выбором для решения проблем обледенения, с которыми сталкиваются в повседневной жизни и промышленном производстве. Однако применение антиобледенительных покрытий в значительной степени ограничено двумя основными проблемами: прочностью сцепления с подложками и стабильностью высоких антиобледенительных характеристик. Здесь мы разработали и изготовили своего рода высокоэффективные супергидрофобные покрытия из фторированного кремнезема (F-SiO ₂ ) @полидиметилсилоксана (PDMS) и дополнительно подчеркнули улучшение прочности сцепления с подложками и поддержание высоких антиобледенительных характеристик. Полученные покрытия продемонстрировали превосходную водоотталкивающую способность с углом контакта до 155,3° и очень коротким временем контакта (~10,2 мс) ударных капель. При низких температурах прибывающие капли все еще быстро отскакивали от поверхности покрытия, а супергидрофобные покрытия продемонстрировали более чем пятидесятикратное увеличение времени замерзания по сравнению с чистым алюминием. Прочность сцепления льда с покрытиями составила всего 26,3 кПа, что намного меньше, чем у чистого алюминия (821,9 кПа). Кроме того, нанопористые структуры, созданные путем анодного окисления, смогли значительно повысить прочность сцепления покрытий с подложкой, которая была оценена стандартным методом (ASTM D3359). Противообледенительные свойства по-прежнему сохраняли высокую стабильность в условиях 30 циклов обледенения/удаления льда, замачивания и промывки кислотным раствором (pH=5,6). Эта работа может эффективно подтолкнуть противообледенительные покрытия к реальному применению.