近日，我校家居与艺术设计学院牛晓霆教授科研团队在国际权威期刊Nano Research（SCI一区TOP期刊，影响因子：9.4）发表研究论文，题目为“A Tree–Frog–Inspired Superhydrophobic Composite Coating Integrating Photothermal/Electrothermal Heating and Reversible Thermochromism for Adaptive Thermal Regulation and High–Efficiency De–Icing”。我校2023级林业工程学科（木材科学与技术）博士研究生王晓晗为论文第一作者。

在极端天气频发、建筑能耗逐年攀升的行业背景下，传统光热防护涂层普遍存在强光辐照下过热失控、弱光照环境除冰效率偏低、综合耐候稳定性不足等技术短板。研发可适配四季气候演变、集自适应热调控、高效防除冰、自清洁防护于一体的多功能智能涂层，已成为建筑低碳节能、高寒地区基础设施安全防护领域的重点研究方向与迫切技术需求。

科研团队突破传统光热防护材料技术瓶颈，创新性构建多场耦合自适应仿生智能复合涂层体系，为极端气候下建筑节能、低温防除冰与智能热管理材料研发提供了全新思路与技术范式。研究借鉴树蛙独特的环境自适应生理机制，通过简易喷涂工艺构筑双层仿生复合结构功能涂层。涂层底层设计为碳基电热-光热协同吸收层，上层为可逆热致变色超疏水功能层，成功将光热/电热协同产热、可逆热致变色温控、超疏水自清洁多重功能一体化集成，突破单一功能材料性能局限，实现多机制协同增效。该涂层采用简易喷涂制备工艺，适配木材、水泥、钢材等多类建筑与基础设施基材，普适性强、工程化应用门槛低，系统性解决了传统光热涂层过热失控、弱光除冰能力差、多功能难以兼容的行业技术痛点，在节能建筑围护结构、高寒地区交通与市政基础设施防护等领域具备广阔的工程应用前景。

研究表明，该仿生涂层具备优异的双向自适应热调控性能。低温工况下，涂层呈现黑色高吸收态，太阳光吸收率可达94.7%，可依托太阳能光热效应实现快速升温除冰；无光照极端工况下，依靠碳基三维导电网络构建稳定焦耳热场，在0.10 W/cm²低面功率密度条件下仍可实现高效快速升温，有效解决弱光、无光环境除冰难题。当环境温度升至相变临界阈值时，涂层可实现可逆色彩相变，由黑色转变为亮黄色，太阳光反射率提升61.1%，显著抑制材料过热升温，有效缓解城市热岛效应，实现“低温增温除冰、高温抑热降温”的双向智能调控。同时，涂层表面构建的微纳分级粗糙结构，赋予材料优异的超疏水与自清洁防护性能，可有效抵御表面污染物附着，具备突出的力学稳定性与化学耐候性。

该研究成果有效拓展了仿生智能界面材料在建筑节能、极端气候防护领域的应用边界，构建了多功能自适应热管理涂层的全新设计策略与制备技术体系，对推动建筑领域低碳节能、绿色降碳技术迭代升级具有重要的理论价值与工程实践意义。

论文链接：https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2026.94908932