CN105131092B - 基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面材料 - Google Patents

基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面材料，属于防冰表面材料技术领域。解决现有的防冰表面材料的防冰效果不稳定的问题。该两亲性抗冻分子是将倍半硅氧烷与抗冻蛋白或抗冻多肽结合而得到的。本发明还提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的制备方法，该方法先制备带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷；然后将倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽通过偶联反应结合，得到基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子。本发明还提供基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子制备得到的防冰表面材料。本发明的防冰表面材料同时具有疏水材料和亲水材料的防冰特性，扩大了防冰材料使用的温度窗口，提高了材料的防冰性能。

Description

基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面 材料
技术领域
本发明属于防冰表面材料技术领域，具体涉及一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面材料。
背景技术
表面结冰的现象在日常生活中大多数是有害的。由表面结冰而导致的许多事故不但威胁人们的生命安全，而且造成了社会巨大的经济损失。有效的表面防冰技术一直是社会的迫切需求，近年来，频发的事故(如2008年的雪灾)更将这一难题摆在了眼前。防冰技术已经引起全球科研人员的广泛关注。发展有效的表面防冰技术，抑制表面结冰现象，对经济、军事及社会都具有重大意义。
现有的表面防冰技术主要分为三类：
其一是物理方法，包括机械除冰，电热防冰，气热防冰，蒸发防冰与流湿防冰技术等(Farzaneh,M.；Ryerson,C.C.Cold Regions Science and Technology,2011,65,1)。早期物理防冰方法颇受欢迎，但这些方法存在着消耗大量能量及造成额外的能量消耗负担等问题，在提倡节能和环保的今天，显然需要更多的改进；
其二是化学方法，即将乙醇，乙二醇，丙醇等冰点很低的液体喷洒在表面，使其与过冷水混合后，冰点低于表面温度而防止表面结冰。然而防冻液耐久性差，消耗量大，且会对表面产生一定的腐蚀，因此相对采用的也较少；
其三是被动防冰方法,即不通过主动除冰手段，而达到抑制表面结冰的方法。这是新兴的一种相对安全，节能，可靠的方法，是目前国内外防冰技术研究的热点。被动防冰方法的核心是开发有效的表面防冰材料，以降低冷凝水滴的结冰温度，或降低表面对冰的粘附力，使冰可以在外力作用下被移除。
防冰表面按照其浸润性的不同可分为三类，疏水表面、亲水表面和亲疏水相间材料。
(1)疏水表面
疏水表面通过三种机制来达到防冰的效果。一是疏水表面对水滴粘附力比较低，因此冷凝水滴可以通过风力重力等作用而被移除(Zhang,Q.；He,M.；Chen,J.；Wang,J.；Song,Y.；Jiang,L.Chemcal Communication,2013,49,4516)；二是疏水表面与水滴接触面积相对小，表面与水滴之间的传热面积小而水滴不易结冰(Guo,P.；Zheng,Y.；Wen,M.；Song,C.；Lin,Y.；Jiang,L.Advanced Materials,2012,24,2642)；三是疏水表面对冰的粘附力低，冰可以通过外力作用移除(Wong,T.-S.；Kang,S.H.；Tang,S.K.Y.；Smythe,E.J.；Hatton,B.D.；Grinthal,A.；Aizenberg,J.Nature,2011,477,443)。
疏水表面中，以超疏水表面的防冰效果为最佳。超疏水表面在低湿度下(＜50％)具有良好的防冰效果，然而其结构复杂，大尺寸防冰表面制备困难，且在高湿度下易失去超疏水性(Boinovich,L.B.；Emelyanenko,A.M.；Ivanov,V.K.；Pashinin,A.S.AcsAppliedMaterials&Interfaces,2013,5,2549)，从而丧失使用功能，这是其难以克服的缺陷。
(2)亲水表面
亲水表面的防冰机制主要包含两种：一是通过盐效应作用，即表面接枝聚电解质，水滴在表面冷凝水，在聚电解质周围形成盐溶液，而达到降低冷凝水结冰温度的效果(Chen,J.；Dou,R.；Cui,D.；Zhang,Q.；Zhang,Y.；Xu,F.；Zhou,X.；Wang,J.；Song,Y.；Jiang,L.Acs Applied Materials&Interfaces,2013,5,4026)；二是表面接枝的分子，如醇类等，羟基与水形成氢键网络而使表面冷凝水不易结冰(Esser-Kahn,A.P.；Trang,V.；Francis,M.B.Journal of the American Chemical Society,2010,132,13264)。
亲水表面能稳定的在不同环境发挥防冰效果，但其效果相对于疏水表面较差，这主要是因为通常表面接枝亲水分子浓度较低，通过盐效应而降低的冷凝水结冰温度很有限。
(3)亲疏水相间材料
2007年,Ayres等人用钛醇盐溶胶-凝胶体系制成了三丙烯乙二醇醚和甘油的缓释系统，疏水的环氧树脂延缓了醇的释放,醇的释放导致了涂层表面冷凝水的结冰温度下降，达到了防冰的目的。该缓释系统的防冰能力有限，且随醇的释放其防冰能力逐渐下降。2015年，Sun等人受青蛙表皮结构的启发，设计出了亲疏水相间的双层结构，通过多孔疏水表层控制了亲水底层丙二醇的释放，实现了较好的防病性能。然而他们始终没有解决亲水防冰物质损耗的问题，因此所制备的涂层难以长期稳定的发挥防冰效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的防冰表面材料的防冰效果不稳定的问题，而提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子、制备方法及防冰表面材料。
本发明首先提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子，该两亲性抗冻分子是将倍半硅氧烷与抗冻蛋白或抗冻多肽结合而得到的。
优选的是，所述的倍半硅氧烷的结构为梯形结构或笼型结构。
优选的是，所述的基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：
Figure BDA0000761993250000031
式Ⅰ或式Ⅱ中，R为疏水基团，R1为抗冻蛋白或抗冻多肽。
优选的是，所述的疏水基团为异丁基或苯基。
本发明还提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的制备方法，包括：
步骤一：制备带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷；
步骤二：将步骤一的倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽通过偶联反应结合，得到基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子。
优选的是，所述的反应基团为氨基、羧基或羟基。
本发明还提供上述基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子制备得到的防冰表面材料。
本发明还提供防冰表面材料的制备方法，包括：
将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子溶于溶剂中，得到溶液，将溶液涂覆在基材表面，或者将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子与聚合物共混，将得到的混合物固化成型，得到防冰表面材料。
优选的是，所述的溶剂选自氯仿、己烷、四氢呋喃或甲苯中的一种或几种。
优选的是，所述的聚合物为环氧树脂、聚烯烃、聚硅氧烷、聚酰胺、丙烯酸酯系聚合物或苯乙烯。
本发明的有益效果
本发明首先提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子，该抗冻分子首次将倍半硅氧烷(POSS)用于稳定抗冻蛋白/多肽结构，所得到的抗冻分子具有亲水和疏水两种优势，不但具有良好的抗冻性能，而且具有良好的稳定性，由于POSS的特殊结构和性能，其可与多种基体树脂达到分子级别的混合，抗冻蛋白/多肽与POSS结合，不但可保证抗冻蛋白/多肽在材料中的稳定存在，也使得材料性质均一稳定，耐久性好。
本发明还提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的制备方法，该方法先制备得到带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷；然后和抗冻蛋白或抗冻多胎通过偶联反应结合，得到基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子。该制备方法简单、原料易得，得到的两亲性抗冻分子具有良好的抗冻性能。
本发明还提供一种防冰表面材料，该材料是将具有纳米结构且性质稳定的疏水分子倍半硅氧烷(POSS)与抗冻蛋白/多肽结合，疏水倍半硅氧烷作为两亲性抗冻分子的疏水部分，以降低防冰材料表面对冷凝水滴和冰的粘附力，使之不易在表面停留和累积；亲水的抗冻蛋白/抗冻多肽不但可在低浓度下明显降低溶液结冰温度，还可以吸附在冰晶表面，抑制冰晶的生长，因此，选择具有良好的延缓结冰效果的抗冻蛋白/多肽作为两亲性抗冻分子的亲水部分，以降低停留在防冰表面的冷凝水滴的结冰温度。本发明的防冰表面材料同时具有疏水材料和亲水材料的防冰特性，扩大了防冰材料使用的温度窗口，提高了材料的防冰性能。
本发明还提供一种防冰表面材料的制备方法，该制备方法工艺简单、容易实现，制备得到的防冰表面材料具有良好的防冻性能和稳定性。
附图说明
图1为本发明防冰表面材料的抗冻机理示意图。
具体实施方式
本发明首先提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子，该两亲性抗冻分子是将倍半硅氧烷与抗冻蛋白或抗冻多肽结合而得到的。所述的倍半硅氧烷的结构优选为梯形结构或笼型结构，所述的倍半硅氧烷可以在不同位置上引入反应基团，所述的反应基团为氨基、羧基或羟基，来调整抗冻蛋白或抗冻多肽与其结合的位置，优选结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：
Figure BDA0000761993250000051
Figure BDA0000761993250000061
式Ⅰ或式Ⅱ中，R为疏水基团，R1为抗冻蛋白或抗冻多肽。
所述的疏水基团优选为异丁基或苯基。
本发明还提供一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的制备方法，包括：
步骤一：制备带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷；
步骤二：将步骤一的倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽通过偶联反应结合，得到基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子。
按照本发明，先制备带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷，所述的反应基团优选为氨基、羧基或羟基，更优选为氨基，所述的疏水基团优选为异丁基或苯基等，所述的倍半硅氧烷的结构优选为梯形结构或笼型结构，该制备方法为本领域常用的技术方法，没有特殊限制，以反应基团为氨基，疏水基团为异丁基为例，优选制备方法包括：
将异丁基三甲氧基硅烷滴加入含有LiOH﹒H2O和水的混合溶剂中，所述的混合溶剂优选为丙酮和甲醇的混合溶液，在30℃下反应，得到反应物，将反应物酸化，优选酸化是在HCl中急冷而使其酸化，优选搅拌2h，得到的产物与无水乙醇混合，然后加入硅烷偶联剂和四乙基氢氧化铵溶液反应，所述的反应温度优选为20℃，反应时间优选为36h，蒸发溶剂，并过滤洗涤，得到反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的笼型倍半硅氧烷；所述的异丁基三甲氧基硅烷和LiOH﹒H2O的质量比优选为10：1；产物、硅烷偶联剂和四乙基氢氧化铵溶液的质量比优选为20：4.5：0.4，所述的硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅。
按照本发明，再将倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽结合之前，需要选取抗冻蛋白或抗冻多肽，所述的抗冻蛋白/多肽优选包含I型鱼类抗冻蛋白HPLC6及其中具有活性的重复氨基酸序列、抗冻糖蛋白和其他从天然抗冻蛋白中选取的具有明确结构的重复氨基酸序列。更优选为I型鱼类抗冻蛋白(DTASDAAAAAALTAANAKAAAELTAANAAAAAAATAR)或抗冻多肽片段(DTASDAAAAAAL)。抗冻蛋白或抗冻多肽的制备为本领域常用的方法，优选为基因工程和固相合成法；在已有的抗冻蛋白/抗冻多肽中，选取具有规范的螺旋结构，如左手螺旋或者α螺旋结构，同时具有热滞后现象的抗冻蛋白/抗冻多肽。
按照本发明，选取完抗冻蛋白或抗冻多肽后，将倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽通过偶联反应结合，即将抗冻蛋白或抗冻多肽与树脂混合，然后用肽偶联试剂对抗冻蛋白或抗冻多肽上的羧基进行活化，再加入倍半硅氧烷反应，将得到的产物进行保护基脱除、洗涤、裂解、沉降，获得两亲性分子。所述的树脂优选为王氏树脂(Wang Resin[4-(羟甲基)苯氧甲基]聚苯乙烯)，肽偶联试剂优选为2-(7-偶氮苯并三氮唑)-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)或1-羟基苯并三氮唑(HOBT)；所述的抗冻蛋白或抗冻多肽与树脂的摩尔比优选为1：5；所述的抗冻蛋白或抗冻多肽与倍半硅氧烷的摩尔比优选为1：(1-10)，更优选为1：2；所述的反应温度优选为室温，反应时间优选为45min。
本发明还提供上述基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子制备得到的防冰表面材料。
本发明还提供防冰表面材料的制备方法，包括下述两种方法：
方法一：将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子溶于溶剂中，得到溶液，将溶液涂覆在基材表面，烘干表面的溶剂，得到防冰表面材料；所述的溶剂优选选自氯仿、己烷、四氢呋喃或甲苯中的一种或几种，所述的涂覆优选采用旋涂或喷涂的方法，所述的基材优选为玻璃片、铝片或钢片。
方法二：将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子与聚合物共混，得到的混合物固化成型，得到防冰表面材料，所述的聚合物优选为环氧树脂、聚烯烃、聚硅氧烷、聚酰胺、丙烯酸酯系聚合物或苯乙烯。所述的基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子与聚合物的比例没有特殊限制，根据聚合物的不同加入比例不同。
本发明的防冰表面材料的抗冻机理示意图如图1所示，抗冻蛋白/多肽部分起到降低材料表面冷凝水的结冰温度，延缓结冰的作用，倍半硅氧烷提供疏水性和疏冰性，当表面存在冷凝水或小冰晶时，POSS部分的存在降低了表面粘附力，使得冷凝水或小冰晶易在外力作用下被出去，外力作用包含重力、风力、外加推力等。本发明所述的防冰表面材料发挥作用的温度为5℃～-40℃。
本发明通过如下实施例进行详细说明，但本领域技术人员了解，所述实施例不是对本发明的限制，任何在本发明基础上做出的改进和变化，都在本发明的保护范围之内。
实施例1
步骤一：在回流状态下，将50g异丁基三甲氧基硅烷滴加入含有5gLiOH﹒H2O和4ml水的丙酮/甲醇(88/12)溶液(250ml)中，加热反应物30℃，通过在HCl中急冷而使其酸化，搅拌2h后，过滤所产生的固体，洗涤干燥。取20g所得固体与120ml无水乙醇混合，充分搅拌，再将4.5g硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷和0.4g四乙基氢氧化铵溶液(20％)缓慢滴加到混合液中，保持体系在20℃下反应36h，蒸发溶剂，并过滤洗涤，得到反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的笼型倍半硅氧烷；
步骤二：首先选用I型鱼类抗冻蛋白(氨基酸序列为：DTASDAAAAAALTAANAKAAAELTAANAAAAAAATAR)，将抗冻蛋白和WangResin混合(抗冻蛋白和WangResin的摩尔比1:5)，得到抗冻蛋白-WangResin，选用HBTU、HOBT活化羧基，同时加入反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的笼型倍半硅氧烷(抗冻蛋白与反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的倍半硅氧烷的摩尔比1：2)反应45min,茚检呈透明后，用DMF和甲醇洗涤，选用20％DBLK溶液进行脱Fmoc(9-芴甲氧羰基，α氨基保护基)，再用DMF、甲醇、二氯甲烷依次洗涤，偶联结束后，抽干树脂，用经典裂解液裂解2h，用冰乙醚沉降，即获得粗产物，用柱层析等手段对产物进行纯化，得到纯度高达98％以上的两亲性抗冻分子。
实施例2
步骤一：同实施例1中的步骤一；
步骤二：选择抗冻多肽DTASDAAAAAAL，将抗冻多肽和WangResin混合(抗冻多肽和WangResin的摩尔比1:5)，得到抗冻多肽-WangResin，选用HBTU、HOBT活化羧基，同时加入反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的笼型倍半硅氧烷(抗冻多肽与反应基团为氨基、疏水基团为异丁基的倍半硅氧烷的摩尔比1：2)反应45min，茚检呈透明后，用DMF和甲醇洗涤，选用20％DBLK溶液进行脱Fmoc(9-芴甲氧羰基，α氨基保护基)，再用DMF、甲醇、二氯甲烷依次洗涤，偶联结束后，抽干树脂，用经典裂解液裂解2h，用冰乙醚沉降，即获得粗产物，用柱层析等手段对产物进行纯化，得到纯度高达98％以上的两亲性抗冻分子。
实施例3
步骤一：在回流状态下，将50g苯基三甲氧基硅烷滴加入含有5gLiOH﹒H2O和4ml水的丙酮/甲醇(88/12)溶液(250ml)中，加热反应物30℃，通过在HCl中急冷而使其酸化，搅拌2h后，过滤所产生的固体，洗涤干燥。取20g所得固体与120ml无水乙醇混合，充分搅拌，再将4.5g硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷和0.4g四乙基氢氧化铵溶液(20％)缓慢滴加到混合液中，保持体系在20℃下反应36h，蒸发溶剂，并过滤洗涤，得到反应基团为氨基、疏水基团为苯基的笼型倍半硅氧烷。
步骤二：首先选用I型鱼类抗冻蛋白(氨基酸序列为：DTASDAAAAAALTAANAKAAAELTAANAAAAAAATAR)，将抗冻蛋白和WangResin混合(抗冻蛋白和WangResin的摩尔比1:5)，得到抗冻蛋白-WangResin，选用HBTU、HOBT活化羧基，同时加入反应基团为氨基、疏水基团为苯基的笼型倍半硅氧烷(抗冻蛋白与反应基团为氨基、疏水基团为苯基的倍半硅氧烷的摩尔比1：2)反应45min,茚检呈透明后，用DMF和甲醇洗涤，选用20％DBLK溶液进行脱Fmoc(9-芴甲氧羰基，α氨基保护基)，再用DMF、甲醇、二氯甲烷依次洗涤，偶联结束后，抽干树脂，用经典裂解液裂解2h，用冰乙醚沉降，即获得粗产物，用柱层析等手段对产物进行纯化，得到纯度高达98％以上的两亲性抗冻分子。
实施例4
步骤一：同实施例3中的步骤一；
步骤二：选择抗冻多肽DTASDAAAAAAL，将抗冻多肽和WangResin混合(抗冻多肽和WangResin的摩尔比1:5)，得到抗冻多肽-WangResin，选用HBTU、HOBT活化羧基，同时加入反应基团为氨基、疏水基团为苯基的笼型倍半硅氧烷(抗冻多肽与反应基团为氨基、疏水基团为苯基倍半硅氧烷的摩尔比1：2)反应45min，茚检呈透明后，用DMF和甲醇洗涤，选用20％DBLK溶液进行脱Fmoc(9-芴甲氧羰基，α氨基保护基)，再用DMF、甲醇、二氯甲烷依次洗涤，偶联结束后，抽干树脂，用经典裂解液裂解2h，用冰乙醚沉降，即获得粗产物，用柱层析等手段对产物进行纯化，得到纯度高达98％以上的两亲性抗冻分子。
实施例5
将实施例1得到的两亲性抗冻分子溶在四氢呋喃中，旋涂在玻璃片表面，烘干四氢呋喃，形成含有抗冻分子的薄膜。
控制周围环境湿度50％，温度20℃。将实施例5得到的薄膜放置在冷台上，以2℃/min的速度对表面降温，使表面从室温降至-40℃，使环境中的水蒸气在表面冷凝，结冰。记录冷凝水滴的结冰温度。统计冷凝在基底表面的水滴结冰温度，计算冷凝水滴的平均结冰温度。与仅含有I型鱼类抗冻蛋白的表面及含有笼型POSS结构的表面结冰温度相比较，可观察到，实施例5得到的薄膜的表面具有较好的降低冷凝水滴结冰温度的效果，平均降低冷凝水结冰温度3-5℃。
实施例6
将实施例2得到的两亲性抗冻分子溶在四氢呋喃中，旋涂在玻璃片表面，烘干四氢呋喃，形成含有抗冻分子的薄膜。
控制周围环境湿度50％，温度20℃。将实施例6得到的薄膜放置在冷台上，以2℃/min的速度对表面降温，使表面从室温降至-40℃，使环境中的水蒸气在表面冷凝，结冰。记录冷凝水滴的结冰温度。统计冷凝在基底表面的水滴结冰温度，计算冷凝水滴的平均结冰温度。与仅含有抗冻多肽的表面及含有笼形POSS结构的表面结冰温度相比较，可观察到，实施例6得到的薄膜的表面具有较好的降低冷凝水滴结冰温度的效果,平均降低冷凝水结冰温度1-3℃。
实施例7
将实施例3得到的两亲性抗冻分子溶在四氢呋喃中，旋涂在玻璃片表面，烘干四氢呋喃，形成含有抗冻分子的薄膜。
控制周围环境湿度50％，温度20℃。将实施例7得到的薄膜放置在冷台上，以2℃/min的速度对表面降温，使表面从室温降至-40℃，使环境中的水蒸气在表面冷凝，结冰。记录冷凝水滴的结冰温度。统计冷凝在基底表面的水滴结冰温度，计算冷凝水滴的平均结冰温度。与仅含有抗冻多肽的表面及以苯基为疏水基团的笼形POSS结构的表面结冰温度相比较，可观察到，实施例7得到的薄膜的表面具有较好的降低冷凝水滴结冰温度的效果,平均降低冷凝水结冰温度3℃。
实施例8
将实施例4得到的两亲性抗冻分子溶在四氢呋喃中，旋涂在玻璃片表面，烘干四氢呋喃，形成含有抗冻分子的薄膜。
控制周围环境湿度50％，温度20℃。将实施例8得到的薄膜放置在冷台上，以2℃/min的速度对表面降温，使表面从室温降至-40℃，使环境中的水蒸气在表面冷凝，结冰。记录冷凝水滴的结冰温度。统计冷凝在基底表面的水滴结冰温度，计算冷凝水滴的平均结冰温度。与仅含有抗冻多肽的表面及以苯基为疏水基团的POSS的表面结冰温度相比较，可观察到，实施例8得到的薄膜的表面具有较好的降低冷凝水滴结冰温度的效果,平均降低冷凝水结冰温度2℃。

Claims (4)

1.一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子，其特征在于，该两亲性抗冻分子是将倍半硅氧烷与抗冻蛋白或抗冻多肽结合而得到的；
所述的倍半硅氧烷的结构为梯形结构或笼型结构；
所述的基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：
Figure FDA0002270661300000011
式Ⅰ或式Ⅱ中，R为疏水基团，R1为抗冻蛋白或抗冻多肽；
所述的疏水基团为异丁基或苯基。
2.根据权利要求1所述的一种基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一：制备带有反应基团和疏水基团的倍半硅氧烷；
步骤二：将步骤一的倍半硅氧烷和抗冻蛋白或抗冻多肽通过偶联反应结合，得到基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子；
所述的反应基团为氨基、羧基或羟基。
3.权利要求1所述的基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子制备得到的防冰表面材料。
4.根据权利要求3所述的防冰表面材料的制备方法，其特征在于，包括：
将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子溶于溶剂中，得到溶液，将溶液涂覆在基材表面，或者将基于倍半硅氧烷的两亲性抗冻分子与聚合物共混，将得到的混合物固化成型，得到防冰表面材料；
所述的溶剂选自氯仿、己烷、四氢呋喃或甲苯中的一种或几种；
所述的聚合物为环氧树脂、聚烯烃、聚硅氧烷、聚酰胺、丙烯酸酯系聚合物或苯乙烯。
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