Reduced graphene oxide (RGO) sheets were covalently assembled onto silicon wafers via a multistep route based on the chemical adsorption and thermal reduction of graphene oxide (GO). The formation and microstructure of RGO were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, Raman spectroscopy, and water contact angle (WCA) measurements. Characterization by atomic force microscopy (AFM) was performed to evaluate the morphology and microtribological behaviors of the samples. Macrotribological performance was tested on a ball-on-plate tribometer. Results show that the assembled RGO possesses good friction reduction and antiwear ability, properties ascribed to its intrinsic structure, that is, the covalent bonding to the substrate and self-lubricating property of RGO.

A new class of multilayer films was constructed by electrostatic layer-by-layer self-assembly, using poly(sodium 4-styrenesulfonate) mediated graphene sheets (PSS-GS), manganese dioxide (MnO2) sheets, and poly(diallyldimethylammonium) (PDDA) as building blocks. UV-vis spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the microstructures and morphologies of the multilayer films. Capacitive properties of the synthesized multilayer film electrodes were studied using cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge in 0.1 M Na2SO4 electrolyte. The specific capacitance of the ITO/(PDDA/PSS-GS/PDDA/MnO2)10electrode reached 263 F g−1 at a discharge current density of 0.283 A g−1; moreover, this film electrode also shows a good cyclic stability and high Coulombic efficiency. Anticipatedly, the synthesized multilayer films will find promising applications as a novel electrode material in supercapacitors and other devices in virtue of their outstanding characteristics of controllable capacitance, good cycle stability, low cost and environmentally benign nature.

After hydrothermally treated in H2O (for Mg alloy and Al alloy) or H2O2 (for Ti alloy), microstructured oxide or hydroxide layers were formed on light alloy substrates, which further served as the active layers to boost the self-assembling of 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) and finally endowed the substrates with unique wettability, that is, superhydrophobicity. For convenience, the so-fabricated superhyrdophobic surfaces (SHS) were abridged as HT-SHS. For comparison, SHS coded as CE-SHS were also prepared based on chemical etching in acid and succedent surface passivation with PFOTES. To reveal the corrosion protection of these SHS, potentiodynamic polarization measurements in NaCl solution (3.5 wt %) were performed. Moreover, to reflect the long-term stability of these SHS, SHS samples were immersed into NaCl solution and the surface wettability was monitored. Experimental results indicated that HT-SHS was much more stable and effective in corrosion protection as compared with CE-SHS. The enhancement was most likely due to the hydrothermally generated oxide layer by the following tow aspects: on one hand, oxide layer itself can lower the corrosion due to its barrier effect; on the other hand, stronger interfacial bonding is expected between oxide layer and PFOTES molecules.

Passive daytime radiative cooling (PDRC) is an energy-saving technology without an additional energy supply or environmental pollution. At present, most PDRC coatings for buildings are only aiming at high solar reflectivity (RS) and high mid-infrared emissivity (EMIR) while ignoring practicalities such as adhesion strength, scalability, and durability. In this work, modified calcined kaolin/(ethylene trifluorochloroethylene copolymer-polydimethylsiloxane) (MK/(FEVE–PDMS)) coating with super practicability is prepared by using MK as a filler, FEVE as an adhesive, and PDMS as a hydrophobic modifier. The RS and EMIR of the coating are 92.5 and 94.6%, respectively. The MK/(FEVE–PDMS) coating exhibits superhydrophobicity, with an advancing contact angle (ACA) of 160.2° and a hysteresis contact angle of 7.3°. At an average solar irradiance of 742.78 W m–2, the coating achieved a temperature drop of 13.12 °C (shielded with PE film) and 3.09 °C (without shielding), respectively, relative to the environment. The coating adheres firmly to the substrate with an adhesion strength of class 2. The superhydrophobicity of the coating provides excellent durability and ease of repair, which can resist UV aging and mechanical damage. The durable superhydrophobicity gives the coating long-term stability in PDRC performance. Additionally, the cheap raw materials and the preparation process, consistent with the production of existing paints, show excellent scalability. Moreover, the energy consumption simulation results show that the energy saving ratio of the coating is more than 10% in the densely populated Yangtze River Delta and Pearl River Delta. The durable self-cleaning radiative coating developed in this work has potential application prospects in areas where the demand for cooling in summer is large and the demand for heating in winter is small.