文章信息：Y. Zhang, X. Fan*, X. Li, Z. Zhang, Y. Zhang, Z. Chen, S. Ge, Y. Wang, M. Zhu*, Micro-structure design of black ceramic composite surface towards photothermal superhydrophobic anti-icing, Chemical Engineering Journal 498 (2024) 155101.
成果简介：
传统的超疏水オンライン カジノ 新しい在响应环境温度的融化和结冰过程中存在局限性。基于此，西南交通大学朱旻昊和樊小强教授团队提出了光热主动+超疏水被动的防结冰策略，在AZ31镁合金オンライン カジノ 新しい制备了等离子蚀刻的黑色陶瓷作为光热层，负载聚二甲基硅氧烷纳米粒子(PDMS NPs)作为顶层的复合涂层，以实现オンライン カジノ 新しい和超疏水防冰效果。陶瓷层的吸光度和较窄禁带带宽表现出优异的固溶体(Mg1-XCuXO)オンライン カジノ 新しい性能。陶瓷相的禁带宽度为3.62 eV，オンライン カジノ 新しい温度高达69.4 ℃，具有理想的光吸收和オンライン カジノ 新しい性能。微观结构和Si-O-Si的极性键提供了优异的超疏水性，使オンライン カジノ 新しい接触角达到156°。利用分子动力学方法模拟了水滴在复合涂层オンライン カジノ 新しい的润湿过程，与实验结果一致，呈现了复合涂层优异的超疏水性。此外，通过研究动态结冰和融冰过程，分析了Cassie-Baxter向Wenzel过渡过程。这种复合オンライン カジノ 新しい将光能转化为热能，融化冰雪，并利用疏水性迅速让冰从基体オンライン カジノ 新しい脱附，从而实现光热主动和超疏水被动防冰策略。
图1. 黑陶复合材料オンライン カジノ 新しい制备流程图
图2. AZ31镁合金在电解液中的等离子电解氧化过程及黑色陶瓷多孔骨架的形成机理。(其中A4-和B6-代表铜离子的络合状态)。
图3. (a-c) MgOオンライン カジノ 新しい的润湿情况。(d-f) 复合涂层オンライン カジノ 新しい的润湿情况。(g) 光热超疏水オンライン カジノ 新しい的水接触角实验。(h) 污染状态下的自清洁性能和结冰示意图。
图4. (a) 不同样品的吸光度和(b) 根据吸光度用Tauc plot法计算出的禁带宽度。(c) 不同样品的オンライン カジノ 新しい性能测试曲线以及红外热成像光学图片。
图5. (a) 光热超疏水オンライン カジノ 新しい动态结冰示意图，(b) Cassie-Baxter模型向Wenzel模型过渡的机理，(c) 超疏水オンライン カジノ 新しい水滴在未制冷情况下的俯视光学视图，(d) 开始制冷阶段，(e) 水滴在超疏水界面上的动态结冰过程和冰融化。
总结与展望
本研究利用PEO技术在AZ31镁合金オンライン カジノ 新しい构建了一种具有优异吸光率的多孔黑色陶瓷光热材料。通过高温沉积方案，在PEOオンライン カジノ 新しい修饰了大量PDMS NPs。该复合涂层具有理想的光热性能、超疏水性和防结冰效果，可归纳如下：
(a) Mg1-XCuXO半导体性质的窄禁带宽度(3.62 eV)带来了宽谱太阳光吸收能力，提高了オンライン カジノ 新しい转换能力，在200 mW/cm-2的辐照强度下，オンライン カジノ 新しい温度达到69.4 ℃。
(b) PDMS NPs 提供了大量微凸结构和低オンライン カジノ 新しい能，并利用PEO层的多孔负载实现了156°的超疏水性。
(c) “气穴”内强烈的范德华作用促进了低温下从Cassie-Baxter态到Wenzel态的转变。温度引起的オンライン カジノ 新しい张力变化导致液滴内的小气泡向固体オンライン カジノ 新しい迁移。