具有低耐热性的疏水性涂层通过促进在发电，水处理和高性能电子设备的热管理等应用中的逐滴凝结，有望显著提高凝结传热性能。但是，经过近一个世纪的研究，由于许多冷凝器内的极端环境以及实现增强所需要的严格设计要求，获得具有足够坚固性的涂层材料料仍然是一项巨大挑战。

近日，美国麻省理工学院Evelyn N. Wang报道了通过将疏水性聚合物Teflon AF注入多孔纳米结构表面，通过逐滴冷凝来实现持久的冷凝传热增强。

文章要点

1）这种注入了聚合物的多孔表面（PIPS）具有纳米结构的大表面积，从而可以增强聚合物的附着力，而纳米结构则在整个聚合物中形成了高导热率材料的渗滤网络，并大大降低了复合材料的热阻。

2）与未经涂层的表面相比，具有涂层的表面的蒸汽冷凝的提高了700％以上。同时，这种性能增强可以持续200天以上，而不会出现明显的性能下降。此外，研究发现，当温度升高到聚合物的熔点以上时，表面会进行自修复，从而恢复疏水性并提供更适合工业应用的耐久性。

这种方法可以将传热性能和使用寿命相结合，更适用于工业冷凝器，有望用于包括发电，水处理和高性能电子设备热管理在内的各种应用。

Kyle L. Wilke, et al, Polymer Infused Porous Surfaces for Robust, Thermally Conductive, Self-Healing Coatings for Dropwise Condensation, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c03961

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c03961