北航郑咏梅教授课题组 Adv. Mater.：具有多生物启发机械耐久性结构的坚固光热疏冰表面

2023-08-09 来源：高分子科技

近期，北京航空航天大学郑咏梅课题组通过采用激光分层微纳加工策略，制备了具有仿生机械耐久性结构的坚固光热疏冰表面（图1）。该研究受到天然蜂窝和仙人掌刺结构启发，通过集成两个特性获得了具有机械耐久性的坚固光热疏冰表面（MAHC）。该MAHC表面在仿生蜂窝结构的保护下，增强了超疏水微锥阵列的机械强度。即使在多次线性磨损后，MAHC表面仍具有出色的憎水性（图2）。得益于出色的机械耐久性，MAHC表面在磨损过程中能够维持稳定的结冰延迟能力和光热除冰能力（图3）。此外，在架空高速铁路的铜合金传输线上制造了MAHC表面。在阳光照射下，覆盖在传输线表面的冻雨能够快速滑落（图4）。这项研究为应用于寒冷或低温气候下交通领域或电力系统中的防冰材料的设计提供了新的思路。

图1 以蜂窝和仙人掌刺为灵感的坚固MAHC表面

图2 结构参数对应力分布、表面润湿性和机械耐久性的影响

图3 线性磨损循环期间MAHC表面的结冰延迟和传热模型

图4 MAHC表面光热除冰性能及实际应用。

该工作以“Robust Photothermal Icephobic Surface with Mechanical Durability of Multi-bioinspired Structures”为题发表在《Advanced Materials》上（DOI: 10.1002/adma.202305322）。文章第一作者是北京航空航天大学周茂林博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305322

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（责任编辑：xu）

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