自愈

冰的形成和积累会导致严重的经济损失甚至生命损失。为了防止这些损失，近年来防冰材料得到了迅速的发展。为了应对不同的结冰条件和不同类型的部件，迫切需要开发一种兼具被动防冰和主动除冰功能的表面。然而，迄今为止还没有合适的防冰材料的解决方案，它具有足够的耐久性、低成本和制作简单等优点，在必要时也可以转化为活性除冰。在此，我们展示了一种由聚二甲基硅氧烷( PDMS )、铁粉( Fe )和蜡烛烟( CS )组成的具有磁响应性和柔性的超疏水光热膜( PFe- PCS )，该膜不使用含氟化学物质，通过简单的方法显示了被动防冰和主动除冰的性能。薄膜由两个超疏水层组成，可以在微/纳米结构中捕捉到两个空气层。因此，冻结时间是裸基材的4.7倍。这样设计的表面结构不仅显著延迟了水的冻结时间，而且通过在光热加热过程中保持顶面内的热量，使热损失最小化。积冰在237   s内可立即融化，融化水可迅速滚落。PFe- PCS薄膜可通过磁力作用于包括弯曲衬底在内的复杂形状的衬底。更重要的是，PFe- PCS薄膜在暴露于强酸、碱、盐溶液和液氮中时表现出优异的稳定性。经过320次循环砂纸磨损、3   h水流冲击和循环复冰/除冰后，超疏水和抗冰性能得到了很好的保持，本工作源于被动抗冰和主动除冰的双层表面结构概念。该薄膜具有坚固性和自愈性，可用于各种形状部件的防冰和清除。

迫切需要开发有效、环境友好的海洋防污纳米结构涂料，以取代传统涂料，同时确保其不会导致环境危害。镓基液态金属( GLM )具有独特的抗菌和无毒性能，在防污方面具有应用潜力。本研究通过超声和迈克尔加成法成功制备了两性离子聚合物( polyethylenimine-quaternized derivative，PEIS )基防污剂修饰的GLM纳米液滴，并将其作为功能填料应用于聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层中。红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜等一系列表征手段证明了PEIS对GLM纳米液滴的成功改性。PEIS功能化的GLM纳米液滴由于具有源于GLM纳米液滴的Ga3与两性离子聚合物PEIS的季铵基协同杀菌活性，表现出良好的抗菌性能。PEIS-GLM纳米液滴的协同抗菌性能和两性离子聚合物PEIS的强表面水化作用导致填料的防污性能显著。随后，通过断面观察，所制备的PEIS改性GLM纳米液滴在PDMS涂层中表现出良好的分散性，这也保证了PEIS-GLM @ PDMS涂层具有满意的防污效果(去除90 %以上的细菌和70 %的微藻)。此外，PEIS修饰的GLM纳米液滴在外力作用下通过裸露的GLM引发聚合，使PDMS中未反应的乙烯基交联，从而赋予PDMS涂层自修复性能。