近日,西南科技大學(xué)制造過(guò)程測(cè)試技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納仿生制造團(tuán)隊(duì)李國(guó)強(qiáng)教授與中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心劉森云研究員、中南大學(xué)銀愷教授合作,設(shè)計(jì)出一種具有超低冰粘附強(qiáng)度的仿白車軸草結(jié)構(gòu)高效疏冰表面(ISAl),并以“Trifolium repens L.-Like Periodic Micronano Structured Superhydrophobic Surface with Ultralow Ice Adhesion for Efficient Anti-Icing/Deicing”為題,發(fā)表于國(guó)際高影響力期刊《ACS Nano》(SCI一區(qū),Nature Index期刊,IF:17.10)。該研究工作是團(tuán)隊(duì)在ACS系列的重大突破,也是學(xué)校雙一流學(xué)科建設(shè)的階段性研究成果。西南科技大學(xué)博士生軒森森為論文第一作者,通訊作者為李國(guó)強(qiáng)教授,劉森云研究員以及銀愷教授。
風(fēng)力發(fā)電在國(guó)家能源體系中占據(jù)重要地位,然而風(fēng)機(jī)在寒冷和高濕環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行時(shí),葉片不可避免地會(huì)產(chǎn)生覆冰現(xiàn)象,對(duì)機(jī)組的發(fā)電效率和使用壽命造成不利影響。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)葉片除冰方法有機(jī)械除冰、化學(xué)除冰、熱力除冰等,但這些除冰技術(shù)存在環(huán)境污染、效率低、能耗高等缺點(diǎn)。近年來(lái),隨著防/除冰技術(shù)的發(fā)展,超疏水表面因其卓越的拒水性越來(lái)越受研究者們青睞。然而,液滴在低溫下易滲透到微結(jié)構(gòu)內(nèi)部,增加冰粘附強(qiáng)度,抑制超疏水表面的防/除冰性能。此外,超疏水表面的耐磨性普遍較差,限制了其在防/除冰領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)在極端寒冷和潮濕環(huán)境中具有超低冰粘附強(qiáng)度和卓越機(jī)械耐久性的表面充滿挑戰(zhàn)。
該研究結(jié)合前沿的仿生學(xué)理念,提出了新的周期性分層結(jié)構(gòu)疏冰理論和新方法,解決了極端寒冷、高濕和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的高效防/除冰問(wèn)題,推動(dòng)了我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片防/除冰領(lǐng)域的發(fā)展,相關(guān)成果亦可拓展應(yīng)用于飛機(jī)防/除冰領(lǐng)域,對(duì)我國(guó)風(fēng)電、航空、航天等領(lǐng)域的快速發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。評(píng)審人對(duì)該工作給予充分肯定:“受白車軸草微納米結(jié)構(gòu)和低表面能賦予其優(yōu)異的疏水耐寒性的啟發(fā),所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的有效防/除冰提供了新的策略!
西南科技大學(xué)微納仿生制造團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介:團(tuán)隊(duì)成立于2017年,秉持“嚴(yán)謹(jǐn)、高效、卓越、創(chuàng)新”的科研精神,堅(jiān)持“認(rèn)同理念、服從管理”的基本原則,實(shí)行“科學(xué)、協(xié)作、卓越”的運(yùn)作和管理機(jī)制。自成立以來(lái),團(tuán)隊(duì)致力于航空航天關(guān)鍵構(gòu)件防/除冰的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)。團(tuán)隊(duì)前期開(kāi)展了一系列基礎(chǔ)研究,發(fā)表了包括具有不對(duì)稱孔隙率和減阻特性的高性能馬蘭戈尼水凝膠轉(zhuǎn)子(Nat. Commun., 2023, 14, 1, 1928),水平振動(dòng)模式高性能微滴定向驅(qū)動(dòng)(Adv. Mater., 2020, 2005039),飛秒激光誘導(dǎo)蘑菇頭狀微柱超快自生長(zhǎng)(Nano Lett., 2021, 21, 9301-9309),用于混合液滴定向彈跳的傾斜階梯蘑菇頭狀微柱表面(Chem. Eng. J., 2023, 472, 144949),受蚊眼啟發(fā)的激光織構(gòu)化仿生多功能玻璃(Chem. Eng. J., 2021, 416, 129113)等20余篇高水平學(xué)術(shù)論文。這些具有前瞻性和創(chuàng)造性的研究成果在攻克高效防/除冰技術(shù)難題方面發(fā)揮了重要作用。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07385
- 女王大學(xué)劉國(guó)軍教授課題組《ACS AMI》:具有高硬度低粘附力的聚合物冰脫落涂層 2022-01-31
- 復(fù)旦大學(xué)徐凡教授團(tuán)隊(duì) Nat. Comput. Sci. 封面:手性扭轉(zhuǎn)力學(xué)解碼沙漠植物生存策略 2025-05-10
- 芬蘭坦佩雷大學(xué)郭洪爽博士 Adv. Mater.: 探索集體行為 - 從智能材料到仿生設(shè)計(jì) 2025-05-04
- 韓國(guó)KAIST應(yīng)鄔彬、寧波材料所朱錦 Macromolecules:紅海星啟發(fā)的水下自愈材料突破 2025-04-29
- 北航鄭詠梅教授課題組 Adv. Mater.:具有多生物啟發(fā)機(jī)械耐久性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固光熱疏冰表面 2023-08-09
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 新政·AI智控·增效三重賦能...
- 2025重慶橡塑展亮點(diǎn)劇透,行...
- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
- 西安交大張志成教授、高登峰...
- 東南大學(xué)管英士教授課題組 A...
- 武漢紡織大學(xué)于志財(cái) CEJ:防...
- 青科大李志波/劉紹峰教授團(tuán)...
- 浙大潘鵬舉/余承濤團(tuán)隊(duì) Adv....
- 中科院納米能源所李琳琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)...
- 復(fù)旦大學(xué)徐凡教授團(tuán)隊(duì) Nat. ...
- 寧波材料所趙文杰、嚴(yán)明龍 S...
- 山東大學(xué) Nat. Mater.:超聲...
- 加州理工學(xué)院高偉教授課題組...
- 哈佛大學(xué)鎖志剛院士團(tuán)隊(duì) Nat...