受泪膜启发的透明质酸-甘油-FeCl3/ZnO纳米复合水凝胶薄膜：一种兼具持久防雾与自修复功能的仿生涂层

针对亲水性防雾涂层在实际应用中面临耐水性和耐候性不足的双重挑战，研究人员通过仿生泪膜的粘蛋白介导水合机制，开发出由透明质酸(HA)、甘油(Gly)、FeCl3和ZnO纳米颗粒(ZnO-NPs)组成的复合涂层体系。该涂层通过动态配位键交联和光诱导亲水协同作用，在120小时水浸、氙灯照射及300次磨损测试后仍保持高透光率和稳定防雾性能，其10秒自修复特性为新一代仿生防雾材料提供了创新设计思路。

在光学镜片、汽车挡风玻璃等日常应用中，表面起雾始终是困扰使用体验的技术难题。当环境湿度达到露点时，表面凝结的微米级水滴会导致严重的光散射现象，使透光率急剧下降。目前主流解决方案主要依赖亲水性聚合物、无机纳米颗粒等材料，通过形成连续水膜或吸湿薄膜来实现防雾效果。然而这些涂层在实际应用中暴露出两个致命缺陷：一方面，长期处于高湿环境会导致聚合物交联网络被破坏，功能组分流失；另一方面，紫外线辐射和温湿度变化会加速涂层老化，出现剥落、变色等问题。尽管近年来相关研究取得进展，但如何通过简单工艺同时实现耐水性和耐候性，仍是该领域亟待突破的技术瓶颈。

受人体角膜泪膜独特的水合动力学启发，国内东华大学的研究人员创新性地将天然组分透明质酸(HA)、甘油、三氯化铁(FeCl₃)和氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)整合，开发出具有自补充特性的复合防雾涂层。这项发表在《Progress in Organic Coatings》的研究，通过模拟泪膜中粘蛋白-水层结构和电解质调节的自修复机制，成功构建出兼具高透光率和持久防雾性能的仿生材料体系。研究人员采用溶液共混法制备涂层，通过SEM、AFM进行形貌表征，UV-Vis测试光学性能，接触角测量评估润湿性，并设计系列加速老化实验验证耐久性。

【表面形貌与化学成分】截面SEM显示涂层厚度为656.8±12.6 nm且分布均匀，AFM测得表面粗糙度仅14.3 nm，XPS证实Fe³⁺与HA羧基形成配位键，FT-IR显示组分间存在氢键网络。

【光学与润湿性能】优化配方透光率达92.3%，水接触角在5秒内降至10°以下，氙灯照射120小时后仍保持超亲水性，证实光催化产生的氧空位可维持表面能。

【机械性能与耐久性】FeCl₃交联使涂层硬度提升3倍，300次摩擦测试后无脱落，40次胶带剥离后功能完好，归因于动态配位键的损伤修复特性。

【防雾与自清洁性能】-20°C至80°C极端温度循环后仍保持防雾功能，油污接触角>150°，归功于HA构建的表面水合层和ZnO-NPs的光催化分解作用。

这项研究通过仿生策略巧妙解决了亲水涂层耐久性差的行业难题。HA模拟泪膜粘蛋白的水合保留功能，甘油通过氢键网络维持渗透平衡，FeCl₃交联再现泪液电解质调控的自修复机制，ZnO-NPs则赋予光响应自清洁能力。四组分协同作用使涂层在机械强度、环境稳定性等方面显著超越现有技术，其10秒自修复速度创下同类材料新纪录。特别值得注意的是，该体系全部采用生物相容性原料，且制备工艺简单温和，为开发下一代环保型智能光学涂层提供了重要技术路线。这项成果不仅推动防雾材料向多功能化发展，其仿生设计思路对开发其他环境响应型功能材料也具有重要启示意义。