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课题组硕士王乾坤同学和陈安伏老师在Journal of MaterialsScience上发表文章

信息来源: 发布日期:2021-04-07

三维柔性多孔聚二甲基硅氧烷(pPDMS)材料由于其相对较大的比表面积而被广泛应用于电子领域,因此在高湿环境下保持电荷是一个必须解决的问题。本工作基于离心分离和压缩成型相结合的方法,提出了一种以食用盐为牺牲模板的策略,成功制备了表面具有微结构且内部具有高度互连的pPDMS夹层海绵,呈现优异的超疏水和防冰性能。作为牺牲模板,盐颗粒通过该方法在PDMS中重新排列,孔隙率大约保持在70%,因此盐颗粒彼此间的高连通性有利于其在3h内溶解,这极大提高了内部多孔结构制造过程的效率。通过引入可触发多尺度宏观裂纹的内部高度互连的多孔微结构进一步大幅降低表面冰黏附强度,赋予了海绵表面高达约153°的接触角和低至约6.78kPa的冰黏附强度。将被动防冰与主动除冰相结合的策略是制备表面具有微结构的PDMS/CNTs夹层海绵。对于PDMS/CNTs(7wt%)夹层海绵,断裂伸长率约为161%,应力低至约23kPa。此外,在近红外光(808nm)照射下,制品表面温度在10s内从25℃迅速上升到100℃,实现了远程光热除冰效果。这种具有高韧性的超疏水和防除冰海绵材料有望在电子材料领域得到应用。

1. PDMS表面微柱结构和内部微孔结构对冰黏附强度潜在影响机理示意图

该工作发表在Journal of MaterialsScience (https://doi.org/10.1007/s10853-021-06052-4)

文章信息:Qiankun Wang, Anfu Chen*, Hang Gu, GuofengQin, Jingjing Zhang, Jinbao Xu, Guo Jiang, Wei Liu, Zhengrong Zhang, HanxiongHuang. Highly Interconnected Porous PDMS/CNTs Sandwich Sponges withAnti-Icing/Deicing Microstructured Surfaces. Journal of Materials Science,2021, 56(20): 11723-11735. IF:4.682