浙江工业大学材料科学与工程学院冯杰

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教师简介
姓名： 冯杰
学历/职称： 教授
所在岗位： 材料学教学/科研院学术特聘
联系方式：
研究领域： 1.        高分子材料合成改性（橡塑配方，长纤维增强） 2.        功能涂料（透明隔热、反红外隔热、自清洁、抗结冰/疏冰） 3.        生物医用材料（抗蛋白黏附、纳米缓释/靶向药物） 4.        纳米材料 5.水处理膜材料亲水化/抗生物污染改性
人才层次：
浙江省高校中青年学科带头人  2013
教育经历：
2004年9月 浙江大学 材料学专业 3.5年
工作简历：
1992-1996 青岛化工学院（现青岛科技大学） 读本科（橡塑材料专业）
1996-1999 浙江大学 聚合反应工程国家重点实验室 攻读高分子化工硕士
1999-2001 杭州娃哈哈集团设备工程部 从事塑料成型技术管理
2001-2004 浙江大学 材化学院 攻读生物材料方向博士
2004-2005 远纺工业（上海）有限公司 从事新材料（涂料）研发
2005-2007 新加坡南洋理工大学 生物材料领域博士后研究
2007.3-今 浙江工业大学 化工与材料学院（现材料学院） 材料学专业教学/科研
其中：
2010.07-2010.10 新加坡南洋理工大学 访问研究
2010.11-2011.02 香港科技大学 访问研究
主要科研成果（第一作者和通讯作者）：
1. Factors affecting the spontaneous motion of condensate drops on superhydrophobic copper surfaces，（2012）Langmuir
2.  Why Condensate Drops Can Spontaneously Move Away on Some Superhydrophobic Surfaces but Can not on others?，（2012）ACS Applied Materials & Interfaces, 4(12), 6618–6625.
3.  Fabrication of superhydrophobic and heat-insulating antimony doped tin oxide/polyurethane films by cast replica micromolding，（2009）Journal of Colloid and Interface Science
4.  Fabrication of polyethylene superhydrophobic surfaces by stretching-Controlled micromolding，（2009）Macromolecular Materials and Engineering, 294(5), 295-300
5.  仿生微模塑制备超疏水半透明隔热ATO/PU复合薄膜，（2010）高校化学工程学报, 24(1), 138-143.
6. 纳米ATO提高PC阳光板隔热性能及机理研究，（2012）高分子材料科学与工程, 28(07), 75-78
7. Stretching-controlled micromolding process with etched metal surfaces as templates towards mass-producing superhydrophobic polymer Films，（2010）Macromolecular Materials and Engineering
8. Fabrication of polyethylene surface with stables superhydrophobicity by nanoparticle assisted thermal micromolding Process，（2012）Journal of Nanoscience and    Nanotechnology
9.  基于金属模板热压微模塑制备聚烯烃超疏水表面，（2011）高校化学工程学报
10. 以丝网为模板量产聚烯烃超疏水/超亲水表面，（2011）高分子材料科学与工程, 27(7), 172-174+178
主持的主要项目：
1. 冷凝液滴在某些超疏水表面上自迁移现象、机理及应用研究（51172206）国家基金面上项目
2. 基于细胞对拓扑结构响应的管状仿真支架研制…（50703037）国家基金
3. 玻璃用水性透明隔热纳米自清洁涂料研发（2008C11117）省科技厅
4. 仿生超疏水纳米界面制备及其抗凝血性能研究（Y407256）省基金
5. 仿生超疏水微纳米界面材料量产关键技术（2007R10005）省科技厅（钱江人才）
6. ATO基PC阳光板透明隔热专用料研发（20081533F21）杭州市科技局
7. ATO基透明隔热涂料研发
8. 高性能氯磺化聚乙烯橡胶研发
9. 高铁用疏冰/抗结冰涂料研发
10.     防水抗UV透明涂层

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 浙江工业大学冯杰教授课题组发现超疏水表面新应用

仿生超疏水表面在过去20余年被广泛研究，先后报道的应用领域包括雨水自清洁、冷凝弹跳自清洁、疏冰抑霜、流体减阻、抗雾、透明减反、以及油水分离等。最近，浙江工业大学冯杰教授课题组发现，超疏水表面还可以明显抗干灰尘沉积（ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(46), 40219-40227）。

  这一结论其实是课题组在研发彩色、酷冷反红外表面的过程中意外发现并论证得到的。近年来，建筑节能广受重视，炎炎夏日，建筑物的楼顶和外墙均受到烈日中红外线的辐射，大幅提升了空调能耗。酷冷反红外颜料可以缓解这一难题，但由它制造的酷冷涂层或薄膜表面，很容易粘附灰尘。后者会使酷冷表面对红外线的反射率很快下降。

  课题组原本指望超疏水表面靠雨水自清洁抵抗灰尘粘附，进而确保酷冷表面反红外性能稳定。但在户外一个月试验后，却发现即使不下雨，无冷凝水，超疏水表面也性能稳定，而对照表面（反红外但不超疏水），反红外率明显下降（下降30%）。扫描电镜发现，超疏水表面鲜有灰尘沉积，而对照表面落满灰尘。

SEM images of LDPE general film (A/B) and superhydrophobic film (C/D) both containing 5.0 wt% black” cool cold” pigments after been placed outdoors for 30 days without rain. B, D are magnified images of A, C, respectively.

  模拟灰尘沉积实验进一步证明，超疏水表面户外抗灰尘沉积的机理在于较低的固-固相互作用力使得灰尘可以被微风带走。相比表面疏水的颗粒，超疏水表面更抗表面亲水的颗粒的沉积。由于户外灰尘普遍较亲水，故超疏水表面可望在光伏电站、建筑外墙等需要抗灰尘沉积的领域获得应用，尤其是干旱少雨地区。

  冯杰教授课题组近10年来一直致力于超浸润表面研究。先后阐明了冷凝水滴在某些超疏水表面上弹跳的微观机理，开发了主动超疏水表面，超疏水聚合物薄膜、水性超疏水涂料、反红外超疏水薄膜/涂层、疏冰抗结冰涂层、以及超亲水抗雾涂层等制备技术。在Langmuir、ACS Applied Materials & Interfaces等期刊上发表论文20余篇。申请国家发明专利18项，其中9项已获授权。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b12567