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Functionalized CFRP surface with water-repellence, self-cleaning and anti-icing properties

材料科学 润湿 接触角 复合材料 结冰 表面能 聚合物 莲花效应 表面改性 磨损(机械) 化学工程 海洋学 地质学 工程类 有机化学 化学 原材料
作者
Chengjuan Yang,Jiaqi Chao,Jichao Zhang,Zongtao Zhang,Xin Liu,Yanling Tian,Dawei Zhang,Faze Chen
出处
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects [Elsevier BV]
卷期号:586: 124278-124278 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.colsurfa.2019.124278
摘要

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites are widely used in various industry fields due to their high strength and stiffness. However, their intrinsic hydrophilicity makes the surface easily be wetted by water, which sometimes limits their practical applications. In this paper, we present a simple method to functionalize CFRP surface by using picosecond laser direct writing and fluoroalkylsilane immersion, through which micro/nanostructures and low surface energy are created on CFRP surface. The functionalized surface possesses static water contact angle >150° and rolling-off angle <10°, and impinged water droplet can easily rebound from the surface, showing excellent water-repellence. The non-wetting surface shows remarkable tolerance towards low/high temperature exposure, falling sand abrasion and aqueous solutions invasion. The superhydrophobicity impart CFRP surface Lotus-like self-cleaning property. Additionally, the functionalized CFRP surface shows outstanding anti-icing capacity compared with the original surface. Our results offer insights into the design of functional CFRP surface and might improve the application prospects of CFRP in some complex conditions like dusty, rainy and cold environments.
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