多响应微结构超疏水表面

全过程智能防冰除冰

融合形状记忆与电热/光热响应，通过调控微结构形态和表面功能，实现从防冰到除冰的全过程协同控制。

Wang, Yubo · Xue, Yiqing · Yinfeng, Wang · Bo, Yuan · Yi, Zheng · 梁文彦 · Sun, Yongyang · Sui, Xin

Composites Science and Technology 2025

技术优势

从防冰到除冰自动切换

表面微结构随温度变化可逆变形，室温下维持超疏水防冰状态，低温下改变形貌以降低冰粘附力，无需外加机械力即可完成模式转换。

不靠化学品，靠加热主动除冰

基材负载导电功能填料，通电或光照即可快速升温，直接融化表面覆冰或降低冰-固界面粘附，替代传统融雪剂或机械振荡。

延缓结冰，传热效率降一档

微结构形成的空气间隙层降低表面有效热导率，使水滴在接触表面时热量散失变慢，推迟冰核形成。

应用场景

• 飞机防冰涂层：替换传统防冰漆，低温下自发控形除冰且可通电加速，无需循环加热系统。
• 高超声速飞行器热防护：利用微结构变形可逆性动态适应气动加热，避免单次烧蚀式防护，延长涂层寿命。
• 风电叶片防冰：叶片停机时可主动光/电热除冰，运行时依赖低热导率被动防冰，减少发电量损失。
• 微流控液滴操控：室温与低温下的不同微结构形态可逆切换，为片上试剂输送提供可编程的润湿梯度。