天津大学杨静、张雷教授 Small：阐明“灰尘诱导结冰”机制 - 开发两性离子自约束润滑长效防冰涂层新体系

背景：户外低温环境中，设备表面覆冰会引发安全隐患。防冰涂层是重要研究方向，但实际应用中常因表面灰尘积聚导致性能迅速失效，灰尘诱导结冰成为关键瓶颈问题。研究目的：天津大学杨静、张雷教授团队旨在阐明灰尘诱导结冰的分子机制，并开发一种长效防冰涂层新体系。结论：研究通过实验和理论计算揭示了灰尘通过提高水分子吸附能、降低成核势垒并充当“冰桥”加速冰传播的机制。团队开发了以聚二甲基硅氧烷为基体、引入离子液体EMIES和两性离子共聚物PDSB的“两性离子自约束润滑涂层”。该涂层通过“导电+润滑+自约束”协同设计，实现抗静电和稳定润滑，显著降低冰成核温度、延迟结冰时间并减少冰粘附强度，且在循环测试和户外暴露中表现出优异耐久性和防尘防冰能力，为复杂环境下的长效防冰提供了新方案。