超疏水涂層具有類似荷葉的超疏水特性以及廣泛的應(yīng)用（自清潔、延遲結(jié)冰/結(jié)霜、抗灰塵沉積等）而備受關(guān)注。然而，大多數(shù)超疏水表面的微納米結(jié)構(gòu)容易在外力作用下磨損，導(dǎo)致超疏水性能失效。同時，光伏玻璃表面沉積灰塵明顯影響發(fā)電效率，抗干灰塵沉積或減少沖洗次數(shù)，一直是光伏行業(yè)亟待解決的問題。
浙江工業(yè)大學(xué)馮杰團隊近年來在固體表面抗干灰塵研究方面取得系列進展：光伏表面抗干灰塵研究（Prog. Org. Coat, 2023, 183, 107679）；干灰塵冷凝彈跳去除機理（ACS Omega, 2023, 8, 5731）；荷葉和美人蕉葉戶外長期抗干灰塵研究(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 53394)；超疏水表面用于反紅外抗灰塵（Sol. Energy Mater Sol. Cells, 2019, 129; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10,40219）；惰性硅油填充 PDMS 涂層在戶外的抗干灰塵研究（J Coat Technol Res, 2024），等。
本研究成功開發(fā)了一種基于動態(tài)pH響應(yīng)機制的水性超疏水智能涂層（WRSH）體系，通過分子層面的可逆界面重構(gòu)實現(xiàn)了涂層可復(fù)涂性與超疏水性的動態(tài)平衡（圖1）。其創(chuàng)新性設(shè)計體現(xiàn)在：選用具有質(zhì)子響應(yīng)特性的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）作為聚合物骨架，構(gòu)建動態(tài)胺基功能化網(wǎng)絡(luò)。當涂層暴露于揮發(fā)性醋酸時，DMAEMA鏈段中的叔胺基團發(fā)生質(zhì)子化反應(yīng)（-N(CH3)2→ -N(CH3)2 H+），引發(fā)涂層表面由超疏水表面向超親水態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變，該過程賦予涂層獨特的可修飾特性，使得新涂層與原涂層也具有較好的結(jié)合界面。在環(huán)境干燥條件下，醋酸分子從聚合物網(wǎng)絡(luò)中脫附，發(fā)生去質(zhì)子化（-N(CH3)2 H+→ -N(CH3)2），體系恢復(fù)初始超疏水狀態(tài)，形成"疏水防護-親水修復(fù)"的動態(tài)循環(huán)機制（圖2）。
圖3 水性超疏水可復(fù)涂涂層在戶外玻璃及光伏板上抗灰塵性能
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202410171
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