第十五届全国表面工程大会

表面污染物引发的粘附问题阻碍了人们获取清洁的卫生间设施、卫生医疗器具和高效能源传输系统。这些问题广泛存在于工业、医疗和家居领域的各类界面——污染物通过粘附作用严重破坏经过精密设计的表面结构。反观自然界，从鸭羽、荷叶、跳虫表皮、猪笼草叶缘到众多昆虫/动物体表，生物界为保持表面清洁提供了丰富范例。这些案例揭示了防污（尤其是固体排斥）材料设计中的共性原理。鉴于不同应用场景下表面污染物类型的复杂性，探索天然表面排斥固体的机制并开发高效防污涂层具有重要意义。

受领航鲸皮肤启发，本研究报道了一种可有效排斥多种固体污染物的固液双疏涂层设计。例如，该涂层的冰粘附强度低于1千帕，较现有最先进防冰材料降低至少两个数量级。此外，我们提出通过将部分交联的润滑链整合入耐久性聚合物基体，显著提升涂层机械耐久性的创新策略。特别研发的部分交联全疏性聚氨酯（omni-PU）涂层，可有效排斥涵盖液相与固相的多种污染物。该涂层的抗循环磨损能力较现有最先进超滑表面提升一个数量级。通过融合经典润湿理论与摩擦学模型，我们提出了适用于耐磨聚合物涂层的新材料设计参数（抗磨损参数KAR）。这种兼具机械耐久性与广谱防污性能的特性，使此类涂层在风电叶片、热交换器、防污机器人等工业与医疗领域展现出广阔应用前景。