主要内容

    积冰给人类日常生活带来不便，于电力传输、通信领域甚至造成严重后果。为解决这一难题，目前已有研究者开发出冰粘附强度低于100 kPa的疏冰表面，但是延长现有技术的疏冰寿命仍然是一个亟待解决的关键问题。

    挪威科技大学Jianying He及Zhiliang Zhang等人设计了一种机械耐久的疏冰材料，其设计思路是将互穿聚合物网络（IPN）集成到自主自修复弹性体中以提高机械耐久性；分别测试了该材料的分子结构，表面形貌，力学性能和耐久性；考察了自修复憎冰材料的蠕变行为；值得注意的是，这种材料在超低冰粘合强度6.0±0.9 kPa的防冰应用中表现出巨大潜力，超越了许多其他的憎冰表面，其表现出非凡的耐久性，在50次结冰/除冰循环后仍保持非常低的？12.2kPa长期冰附着强度；最重要的是，该材料能够在足够短的时间内表现出机械损伤的自愈性能，这在实际应用中对于延长憎冰寿命是非常必要的。

    图文赏析

图1.由Fe-Py-PDMS和Sylgard 184组成的自修复IPN弹性体的设计方案。Sylgard 184通过共价键交联，而Fe-Py-PDMS通过金属 - 配体配位键交联。

图2.（a）250-750cm-1范围内Py-PDMS与Sylgard 184重量比为0-8、5-3、7-1，8-0的Fe-Py-PDMS样品的拉曼光谱；（b）1750-1500cm -1范围内Py-PDMS与Sylgard 184重量比为8-0和7-1的Fe-Py-PDMS样品的FT-IR光谱。

图3.（a）7-1样品的数码照片展示了所有自愈合弹性体样品的橙红色和透明度。（b）7-1的SEM图像代表性显示了光滑且致密的表面；（c）7-1的EDX谱线扫描显示出了感兴趣的元素（C，O，N，Si，Fe和Cl）；（d）扫描尺寸为500×500nm2的8-0,7-1,5-3和0-8样品的AFM三维高度图像。

图4.（a）8-0,7-1,5-3和0-8样品平面冲压纳米压痕测试的的载荷 - 位移曲线；（b）纳米压痕测试样品降低的模量；（c）在蠕变可视化测试之前8-0,7-1,5-3和0-8样品的数字照片；（d）蠕变可视化测试后8-0,7-1,5-3和0-8样品的数字照片。

图5. 力作用下金属 - 配体配位络合物破裂和聚合物链滑移，以及金属 - 配体配位络合物的重排示意图。

图6. 8-0,7-1和5-3的自愈过程的光学显微镜图像。比例尺：200μm。

图7.（a）8-0，7-1,5-3和0-8样品涂层的冰粘合强度；（b）7-1样品在结冰/除冰循环中自愈后的冰粘附强度。

    参考文献

    ACS Appl. Mater. Interfaces2018, 10, 11972?11978.

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责任编辑：王元

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