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  表面起霧是水蒸氣在光學(xué)界面冷凝形成光散射微滴的現(xiàn)象，常見于眼鏡、車窗、太陽能電池板等透明表面，不僅造成視覺障礙和透光率下降，還會(huì)導(dǎo)致能源效率降低等系統(tǒng)性問題。當(dāng)前防霧技術(shù)主要分為被動(dòng)型策略（通過疏水或親水涂層調(diào)控水滴行為，但存在耐久性差、易飽和及光學(xué)穩(wěn)定性不足等局限）和主動(dòng)型策略（依賴外部能量輸入如熱、光來抑制冷凝，但受限于能耗問題和低光照條件下的性能衰減）。實(shí)現(xiàn)長效防霧的核心挑戰(zhàn)在于如何將被動(dòng)機(jī)制的可持續(xù)性與主動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性有機(jī)結(jié)合，以應(yīng)對真實(shí)環(huán)境下動(dòng)態(tài)變化的濕度與溫度條件。

  近日，大連理工大學(xué)翁志煥教授團(tuán)隊(duì)通過向聚乙烯醇網(wǎng)絡(luò)中引入具有扭曲非共面結(jié)構(gòu)的磺化雜萘聯(lián)苯聚芳醚砜酮，成功開發(fā)出兼具高透明度、優(yōu)異界面穩(wěn)定性與長效防霧性能的智能涂層。研究表明，扭曲分子結(jié)構(gòu)的引入顯著增強(qiáng)了聚合物網(wǎng)絡(luò)的自由體積與氫鍵作用，形成了獨(dú)特的雙模式孔道結(jié)構(gòu)，其中小尺寸孔道（2.00 ?）有效捕獲水分子，大尺寸孔道（4.48 ?）促進(jìn)水分子快速傳輸，實(shí)現(xiàn)了"高效吸濕-快速擴(kuò)散"的協(xié)同效應(yīng)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用SPPESK自身的光熱特性與銫鎢青銅納米顆粒的協(xié)同作用，使涂層在保持92%可見光透射率的同時(shí)，具備優(yōu)異的光熱響應(yīng)性能。在1太陽光強(qiáng)照射下，涂層表面溫度3分鐘內(nèi)可升高28.5℃，有效抑制水汽冷凝并加速除霧。該涂層在40%-60%濕度環(huán)境下防霧效果可持續(xù)近60天，經(jīng)過30次冷熱循環(huán)和紫外老化測試后仍保持90%以上透光率，在眼鏡、汽車玻璃等實(shí)際場景中表現(xiàn)出顯著優(yōu)于商用產(chǎn)品的性能。這項(xiàng)研究為解決光學(xué)界面在動(dòng)態(tài)環(huán)境下的長效防霧難題提供了創(chuàng)新解決方案，在汽車視窗、農(nóng)業(yè)溫室等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。

  該工作以“Long-lasting and stable anti-fog coating combined with active and passive strategy”為題發(fā)表在《Nature Communications》上（Nat. Commun. 2025, 16, 9003），文章第一作者是大連理工大學(xué)博士生張慈劍，研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

圖一：氫鍵防霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備與驗(yàn)證

圖二：防霧機(jī)制的探索

圖三：PVA-SPPESK-CTB涂層的防霧功能與多場景應(yīng)用

  該研究通過分子結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了自由體積調(diào)控與光熱效應(yīng)的協(xié)同，為解決長效防霧提供了可行的材料解決方案。展望未來，研究團(tuán)隊(duì)將致力于推動(dòng)該技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向邁進(jìn)，重點(diǎn)優(yōu)化涂層的自修復(fù)性能和環(huán)境適應(yīng)性，以應(yīng)對更復(fù)雜多變的實(shí)際應(yīng)用場景。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)將探索該技術(shù)在柔性電子設(shè)備、大型建筑玻璃幕墻、醫(yī)療防護(hù)設(shè)備等更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，進(jìn)一步拓展其產(chǎn)業(yè)化路徑。通過材料配方優(yōu)化和制備工藝創(chuàng)新，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開發(fā)出適用于大規(guī)模生產(chǎn)的涂層技術(shù)，為汽車視窗、農(nóng)業(yè)溫室、航空航天等重要領(lǐng)域提供可靠的防霧解決方案，最終實(shí)現(xiàn)該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的成功轉(zhuǎn)化。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-64055-0