Qian Xu, Zilong Liu, Jiawei Du, et al
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Long-lasting photothermal superhydrophobic coating based on in-situ grown MWCNTs@ZIF-8: Synergistic mechanical robustness and efficient anti-/de-icing performance.
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2026, 748: 140943.
论文简介：在低温高湿环境中，表面积冰对航空航天、电力传输及交通运输等领域构成了严重安全威胁，而传统超疏水涂层在复杂机械服役环境下普遍存在机械鲁棒性差和功能失效的问题。本文通过在羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）上原位生长金属有机框架ZIF-8，成功构建了一种具有多级微纳结构的新型光热超疏水复合涂层。结合E51/PDMS树脂基体的协同作用与低表面能物质PFTS的修饰，涂层实现了卓越的超疏水特性和优异的机械鲁棒性。防/除冰实验显示，涂层在-20 ℃下可使液滴结冰时间延迟3.95倍，冰粘附强度降至123.66 kPa。涂层凭借97.81%的高光吸收率及76.56%的光热转换效率，可在模拟光照下实现冰滴的快速融化。这种集强韧界面设计、长效被动防冰与高效主动除冰于一体的方案，为基础设施的防冰防护提供了一种高效稳定的解决思路。
重要结论：
本工作设计并制备了一种具有长效耐久性的光热超疏水涂层。结果表明，该涂层不仅能有效延缓结冰时间，在光照条件下还可实现快速除冰；同时，其优异的机械稳定性可有效保护涂层内部的微纳结构，确保涂层具备长期使用的耐久性能。主要结论如下：
(1) MWCNTs@ZIF-8涂层具有优异的光热性能，在1个太阳光强度下照射10 min后，表面温升约为43 ℃，经计算得出其光热转换效率可达到76.56%；
(2) MWCNTs@ZIF-8涂层表面冰黏附强度较低，仅为123.66 kPa，相较于原始表面降低了约68.05%，显示出卓越的防冰性能；
(3)在-15 ℃和-20 ℃的低温环境中，MWCNTs@ZIF-8涂层表面的水滴结冰时间分别显著延长至725 s和462 s，相较于原始表面，结冰时间分别延长了4.34倍和3.95倍；
(4) MWCNTs@ZIF-8涂层表面展现出优异的主动除冰能力，在-15 ℃和-20 ℃的低温环境中，涂层表面上的冰滴分别可在光照371 s和695 s后实现完全融化。原始表面在光照3600 s后仍无明显融化现象。
