A gravity–inspired design for robust and photothermal superhydrophobic coating with dual–size lignin micro–nanospheres

材料科学 涂层 超疏水涂料 复合材料 光热治疗 磨损(机械) 光热效应 接触角 微观结构 木质素 聚合物 环氧树脂 纳米技术 化学 有机化学
作者
Bole Ma,Fuquan Xiong,Hang Wang,Mingshan Wen,Jia-Mei Yang,Yan Qing,Fuxiang Chu,Yiqiang Wu
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier]
卷期号:435: 140506-140506 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2023.140506
摘要

The use of renewable materials as structural components for constructing superhydrophobic coatings is an important direction for future development. Here, a robust and photothermal superhydrophobic coating (with a water contact angle of 166.1 ± 0.8° and a sliding angle of 2.8 ± 0.1°) is fabricated using dual–size lignin micro–nanospheres (LMNSs), comprising lignin microspheres (m–LMNSs) and nanospheres (n–LMNSs), which successively settle on the substrate surface under the effect of gravity. The microstructure armor formed by the combination of m–LMNSs and epoxy resin endows the coating with excellent abrasion resistance and bonding strength. Moreover, the presence of n–LMNSs within the cavities provides water repellency. The coating maintains superhydrophobicity even after the abrasion distance exceeds 320 cm or after 210 tape peeling cycles. The coating also exhibits robustness under various forms of mechanical and chemical damage. Furthermore, the photothermal effect of the coating enables rapid heating of its surface temperature from ∼13 to 112 °C in only 60 s under laser irradiation. This innovative structural regulation approach enhances the durability and photothermal performance of lignin–based superhydrophobic coatings, demonstrating the practical applicability of the approach.
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