田雪林教授团队在表面防垢研究方面取得重要进展

结垢是油田生产、换热器、锅炉、工业水处理、海水淡化等众多行业面临的重大问题，然而目前常用的防垢方法存在防垢效率低、不环保、涂层不稳定等诸多问题，研究能有效抑制垢形成的高性能抗垢表面对于实现低能耗、环境友好的抗垢应用具有重要意义。针对上述问题，田雪林教授团队提出了一种独特的类液体表面功能化高效防垢策略。通过在表面接枝极低玻璃化转变温度的线性聚二甲基硅氧烷（LPDMS）分子刷，获得具有类液体特性的功能化表面，使得表面抗垢效果显著提高。

团队通过“grafting to”方法制备一系列表面功能化抗垢表面，系统对比了其抗垢特性。结果表明，类液体表面在所调查表面中具有最佳的防垢效果。特别是，与传统的低表面能表面，如全氟辛基三氯硅烷（PFOS）涂层表面相比较，尽管LPDMS类液体表面表面能是前者的两倍以上，其抗垢效果仍显著优于前者。通过随时间变化的结垢过程观察及监控形垢过程中的离子浓度变化，发现类液体表面相比于PFOS等低表面能表面可以更有效的抑制固-液界面无机垢的异相成核。

该发现打破了固体表面能越低越利于防垢的传统观点，表明类液体LPDMS分子刷的动态特性对于抗垢具有独特的增强效应，开辟了一条通过类液体功能化表面而非环境有害的传统含氟有机化合物涂层来解决气-液界面结垢问题的更绿色、更有效的新途径。相关内容以“Dynamic polydimethylsiloxane brush coating shows even better antiscaling capability than low-surface-energy fluorocarbon counterpart”为题发表在环境科学领域重要期刊Environmental Science & Technology上（https://doi.org/10.1021/acs.est.1c01850），其中硕士研究生陈雨欣为第一作者，田雪林教授为通讯作者，该工作获得国家自然科学基金等项目的资助。