Janus微腔光热防冰表面

斜射光下快速除冰

双尺度Janus微腔协同增强斜入射光吸收并抑制热传导，在极端低温与低辐照下实现高效防冰，可应用于电缆、航天管道等非平面结构。

杨晨 · Leiming, Sun · Meiyu, Yan · 刘倩 · Ce, Song · Zhang, Shouhai · 宋金龙 · 刘程 · 王锦艳 · 蹇锡高 · 翁志焕

Nature Communications 2026

具体参数

除冰时间

{'zh': '25', 'en': '25'} min

接触角

{'zh': '156', 'en': '156'} °

无霜运行时间

{'zh': '72', 'en': '72'} h

技术优势

斜射光也能高效吸收

突起拓扑结构最大化斜入射光子捕获，解决了大角度下几何遮蔽和菲涅尔反射导致的吸收下降。

热传导损失被抑制

凹陷底部结构抑制热传导，使热量集中用于除冰。

超疏水性能稳定

50次冻融循环后接触角仍保持156±2°，表面超疏水性能无明显退化。

应用场景

• 航空管道防冰：在非平面管道上实现全向光热除冰，突破传统表面角度限制。
• 电缆防冰：在电缆弯曲表面适应不同入射角，斜射光下仍快速除冰。
• 极端环境热管理：在-30℃、0.1太阳下维持长时间防冰，为极端环境提供可靠热管理。
• 超疏水表面：50次冻融循环后仍保持156°接触角，超疏水性能稳定。