有機硅改性涂層具有優異的低表面能自潤滑特性，可有效減少水滴在涂層表面的附著，一定程度上能延緩積冰的形成，降低覆冰強度。
中國科學院蘭州化學物理研究所研究團隊近年來在有機硅改性涂層材料的設計、制備及防/除冰性能研究方面開展了系統研究并取得了系列進展。近日，該團隊基于電熱-疏水潤滑協同理念，發展了一種有機硅改性的疏水自潤滑柔性電熱防/除冰薄膜，證實了該類型材料多場景適用性及高效防/除冰性能。
研究人員采用刮涂工藝在聚酰亞胺膠帶表面涂覆電熱涂料，保證了電熱涂層厚度均勻性和整體電熱功率一致性，通過噴涂工藝在電熱涂層表面涂覆有機硅改性丙烯酸酯涂層，賦予表面疏水自潤滑效果。通過靜態電熱除冰、模擬冰風洞動態防冰，他們證實了該類型疏水自潤滑電熱貼膜材料具有優異的防/除冰效果。此外，該類型電熱防冰貼膜具有優異的自清潔性能、機械性能，以及易粘接置換、電熱功率可控、表面發熱均勻的優勢，為飛機、風電領域防除冰問題提供了新的解決方案。相關成果以Flexible Electrothermal Hydrophobic Self-Lubricating Tape for Controllable Anti-icing and De-icing為題發表在《ACS應用工程材料》（ACS Applied Engineering Materials）上（圖1）。
此外，該團隊受皮脂腺啟發，發展了一種自分泌自修復的低覆冰涂層材料，通過冰上摩擦實驗及分子動力學模擬，證實了聚硅氧烷作為防除冰助劑的有效性（Prog. Org. Coat., 2023, 174, 107311, 圖2）。
前期，研究團隊通過表面接枝構筑多種聚硅氧烷疏水表面，通過系列對比實驗材料（全氟烷基表面、十八烷基表面），證實了聚硅氧烷修飾表面具有優異的自潤滑、自清潔及延長結霜、易除冰、易除蠟性能（Adv. Mater. Interfaces 2022, 9, 2200160，圖3）。
圖1 柔性疏水自潤滑電熱防冰貼膜及電熱防除冰性能
圖2 （a）仿皮脂腺防除冰涂層的制備；（b）涂層表面形貌及冰上摩擦系數；（c）除冰性能展示
圖3 聚硅氧烷表面、全氟烷基表面、十八烷基表面（a）覆冰強度及冰上摩擦系數；（b）除冰機理示意圖；（c）石蠟附著強度及表面粘附石蠟的微觀形貌
