CIEP智力SHOW 63 | 俄罗斯主宾国推荐项目（3）：为极端的开采条件创造新型的超疏水防冰涂料（中俄双语）

超疏水涂料在从微电子和纺织工业到建筑，运输和能源的几乎所有行业中都有广泛的应用领域。它们的使用在北极地区尤其重要，在该地区，风力发电机，船舶和其他金属结构的叶片结冰非常严重。碳纳米管（由于其特定的性能以及化学表面改性的可能性而成为此类涂层的主要元素，这也增强了效果。碳纳米管是具有高纵横比的非极性疏水结构。它们是坚固的耐磨物品，易于形成表面发达的多孔团聚体。这样的特性使得可以提供所需的物体疏水性，并为实验开辟了广阔的领域。如今，多层碳纳米管的成本可以低于每克1美元，这反过来又为它们的使用和材料的商业化带来了应用方面的机会。

在研究的框架内，作者制备了一种基于碳纳米管的压碎干凝胶粉末。涂层的施加方法如下：将一部分粉末（压碎的干凝胶）施加到碳胶带上，然后将样品相互挤压，然后以平稳的动作摩擦粉末，直到形成均匀的涂层为止，见图1。

图1.样品制备

接触润湿角的测量结果显示为145°-160°，这取决于干凝胶馏分的大小。这样就可以将涂料分类为超疏水性。

图2.超疏水涂层原型

图3电子扫描电子显微镜电子计算机的涂层表面。

防冰性能的研究表明，涂层的高疏水性可以减缓冰的形成，降低腐蚀效果。迄今为止，正在进行增加金属与碳纳米管之间的粘附力的工作。

Супергидрофобные покрытия имеют широкую область применения практически во всех отраслях промышленности от микроэлектроники и текстильной промышленности до строительства, судоходства и энергетики. Особенно актуально их использование в арктических регионах, где вопросы обледенения лопастей ветрогенераторов, морских судов и других металлических конструкций стоят достаточно остро. В качестве основного элемента такого рода покрытий выступают углеродные нанотрубки (УНТ), благодаря их специфическим свойствам и возможности химической модификации поверхности, что так же усиливает эффект. Углеродные нанотрубки представляют собой неполярные гидрофобные структуры с высоким аспектным отношением. Они являются прочными, износостойкими объектами, склонными к образованию пористых агломератов с развитой поверхностью. Такие характеристики позволяют обеспечить требуемые гидрофобные свойства объекта и открыть широкое поле для экспериментов. Стоимость многослойных УНТ сегодня может составлять менее одного доллара за грамм, что, в свою очередь, открывает возможности для прикладного аспекта их использования и коммерциализации материалов с их участием.

В рамках исследований авторами был приготовлен порошок из измельченного ксерогеля на основе УНТ. Покрытие наносили следующим образом: порции порошка (измельченного ксерогеля) наносили на углеродную клейкую ленту, затем образцы прижимали друг к другу, и порошок втирали плавными движениями до образования однородного покрытия см. Рис 1.

Рис 1. Приготовление образцов.

Измерения контактного угла смачивания показали результат 145°-160° в зависимости от размеров фракций ксерогеля. Что позволяет отнести покрытие к классу супергидрофобных.

Рис 2. Прототип супергидрофобного покрытия.

Рис.3. Поверхность покрытия в электронном сканирующем микроскопе ЭСМ.

Исследование антиобледенительных свойств показало, что высокая гидрофобность покрытия позволяет замедлить образование наледи, уменьшить коррозионные эффекты. На сегодняшний день идёт работа над увеличением адгезии между металлом и УНТ.

◆项目来源◆

俄罗斯联邦科学与高等教育部

如有意想共同合作实施，

可联系我们，

我们将准备提供更详细的资料。

联系人:段小宇15804505626

邮箱:duanxiaoyu0158@163.com