受自然启发的超疏水涂层的水接触角大于150°，滚动角小于10°。超疏水涂层具有自清洁、防冰、防生物污损、防冷凝、防腐蚀等多种性能，在航空航天、生物材料、运输管道和海洋船舶等工程领域具有广阔的应用前景。
冷凝是一种常见的现象，通常发生在墙体、天花板、建筑外部和热交换设备等表面。冷凝液的形成和积累会导致不便，有时甚至造成严重的破坏，如建筑物受潮、结构腐烂、能源浪费等。冷凝液的形成是一个非均相过程，温度梯度是蒸汽成核的主要驱动力。此外，表面能和微纳结构等表面特征显著影响冷凝液的成核和生长速率。在湿润的表面上，自由漂浮的细菌很容易在几分钟内附着，并聚集形成生物膜。生物膜不仅会影响人类健康和工业生产力，还会降低设备效率，增加设备腐蚀。因此，抑制冷凝液形成和初始细菌粘附是控制生物膜，避免更大危机的关键。抗生物污损涂层能够防止生物分子、细菌、海洋生物及其残留物的不必要粘附和积累，最大限度地减少或消除海洋生物的沉积，并最大限度地提高燃油经济性。到目前为止，大多数报道的超疏水涂层都含有含氟聚合物，如全氟辛酸、全氟辛基三氯硅烷等，这可能会导致生物积累，并对人类后代产生潜在的不利影响。最近的研究表明，使用蜡烛烟灰（CS）纳米颗粒提供了一种实现超疏水性的替代方法，同时保持环境友好性和化学稳定性。CS直接从蜡烛的不完全燃烧中获得，为超疏水性提供了分层结构。然而，单个CS纳米颗粒之间较弱的物理结合力阻碍了CS层的实际应用潜力。
近期，广东工业大学武兴华团队、西北大学胡军团队、安徽医科大学郑顺丽团队采用喷涂法成功制备了一种具有抗凝结和抗生物污损性能的多层无氟超疏水涂层。
引入聚对苯二甲酸乙二醇酯来固定蜡烛烟尘层，由于蜡烛不完全燃烧形成纳米碳链，涂层表现出优异的超疏水性。
该超疏水涂层还表现出增强的抗冷凝和抗藻类性能，在8℃过冷的温度下有效抑制了冷凝液的成核和生长。在杂质水中连续浸泡7天，斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）无法在该涂层表面粘附和增殖。因此，本研究有望为开发工业应用的功能涂层提供一种低成本、高通量、快速方法，在海洋船舶和航空航天领域具有广阔的应用前景。
制备示意图
PCS涂层制备方法示意图
数据来源与出处
相关研究成果以“A candle soot based multi-layer superhydrophobic coating with anti-condensation and anti-biofouling properties”为标题发表在《Surface & Coatings Technology》上。
来源：涂料驿站
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