近日，我校材料科学与工程学院硕士研究生姚芳在国际高水平期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，IF=19）发表题为“Molecular Lubrication Synergized with Ionic-Covalent Interlocking Network: Toward Anti-Freezing Elastomers with Ice-Adhesion Resistance and Retarded Ice Nucleation”的研究论文。《Advanced Functional Materials》是功能材料领域国际公认的高影响力期刊，同时被国际权威的自然指数评选为顶级期刊之一。西华大学为唯一完成单位，西华大学王剑教授为通讯作者，西华大学材料科学与工程学院2023级硕士研究生姚芳为第一作者。该研究得到四川省自然科学基金的支持。

论文截图（一）

 针对极端低温环境下电力传输线、风力发电机叶片等基础设施面临的严重覆冰问题，传统防覆冰涂层因依赖牺牲表面结构或润滑剂来实现功能，在机械应力和冻融循环下易快速失效。为突破这一瓶颈，本论文受“刚柔并济”理念启发，创新性地提出“功能-结构一体化”与“能量耗散-损伤容限一体化”的设计策略。通过多重氢键作用，将防冻润滑组分（甘油）与共价聚丙烯酰胺网络/海藻酸钠-锌离子网络构建的双网络框架实现分子级化学集成，成功构建了一种非牺牲型双网络防覆冰/除冰水凝胶（PS10），将防覆冰能力内化为材料的本征属性，为功能组分提供了稳定的网络锚定环境。

论文截图（二）

 研究结果表明，PS10水凝胶在-10 °C下的冰粘附强度仅为0.637 kPa，远低于传统疏水涂层与润滑表面，其动态网络通过高效能量耗散缓冲外部应力以保持结构完整。在长效抗霜方面，-10 °C、90% RH条件下，该水凝胶在输电线和风机叶片模型表面经12 h后仅出现稀疏薄霜，而对照组早已被厚霜完全覆盖。在循环耐久性方面，经12次除冰循环后，其冰粘附强度在-10 °C下仍低于3 kPa，在-20 °C下低于10 kPa，在-30 °C下低于30 kPa。该研究不仅为极端环境防护提供了高性能材料，更通过一体化设计与能量耗散理念，为发展下一代持久型非牺牲防覆冰/除冰材料建立了新范式。

论文截图（三）

论文截图（四）

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.76115

第一作者简介：

姚芳，材料科学与工程学院材料与化工专业2023级硕士研究生，侗族，中共党员，成功考取华中科技大学博士研究生。曾获国家奖学金、学业奖学金，荣获“四川省优秀毕业生”称号。专注防/除冰技术研究，围绕冰晶成核与界面高效除冰难题，以第一作者发表1区TOP期刊论文2篇，参与发表论文7篇；参加全国表面防除冰学术会议1次；参与纵向项目2项、横向项目1项。

通讯作者简介：

王剑，博士，教授，研究生导师。中国表面工程协会行业专家，新材料在线顾问团专家，常州市龙城英才，江苏省双创博士，四川省制冷学会理事，入选全球前2%顶尖科学家榜单。主要从事防冰除冰、辐射致冷、电磁屏蔽及自清洁涂层等方面研究。在Nano-Micro Letters、Advances in Colloid and Interface Science、Composites Part B、Chemical Engineering Journal、Renewable Energy、Carbon、Journal of Materials Science & Technology、Journal of Materials Chemistry A等学术期刊发表论文80余篇，获授权国家发明专利10余项；主持国家自然科学基金、教育部春晖计划、省科技厅重点项目等纵向科研项目，作为核心技术人员主持或主研企业产品及装备开发项目20余项，部分核心成果已转化市场应用。