前沿动态：超疏水抗结冰表面，达到超低冰粘附强度

来源：今日新材料

结冰会对飞行安全带重大威胁，飞机结冰多次造成巨大的生命和财产损失。目前采用的防除冰方法包括热气、电加热、机械振动和化学流体等，往往存在能耗大、效率低、对环境不友好等问题。近年来，基于荷叶自清洁功能的超疏水表面被普遍认为是防除冰的发展方向。研究证明，超疏水表面的不沾水特性能有效延迟结冰、减少结冰面积和降低冰粘附强度。近日，清华大学材料学院钟敏霖教授团队利用超快激光微纳制造结合化学氧化方法，制备出独特的三级微纳米结构超疏水表面，具有优异的超疏水稳定性和防结冰性能，其冰粘附强度最低为1.7MPa，是目前国际已报道的最低冰粘附强度的超疏水防除冰表面，应用前景十分广阔。

钟敏霖团队采用超快激光复合化学氧化方法，制备了一类新的三级微纳超疏水表面结构，这类表面由微米锥阵列支撑结构以及在其上密集生长的金属氧化物纳米草结构和弥散分布的微米或亚微米花结构组合而成，有效提高了超疏水表面在高湿度环境下的Cassie状态稳定性，其临界拉普拉斯压力高达1450 Pa，为已报道最高稳定性的超疏水表面。微纳结构的粗糙度和级数是决定材料表面超疏水性的关键因素。在高湿度冷凝环境下，三级微纳超疏水表面上存在着分级冷凝和冷凝液滴的合并诱导自跳跃现象，微纳结构中凝结的二级小液滴不断并入表面上的一级冷凝液滴中，使一级液滴持续具有较好的Cassie状态稳定性，进而使超疏水表面即使在高湿度环境下也依然可使表面冷凝液滴发生合并诱导自跳跃，从而具有较好的防除冰性能。

文献链接：
Triple-Scale Superhydrophobic Surface with Excellent Anti-Icing and Icephobic Performance via Ultrafast Laser Hybrid Fabrication，ACS Applied Materials & Interfaces，2020

原文链接：
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