超疏水表面的防除冰研究与发展

防除冰技术是航空飞行安全的重要保障。传统的电热、气动等防除冰手段具有能耗大、效率低等诸多问题,需要发展新的技术。受荷叶不沾水现象的启发,采用超疏水表面实现主动和被动防除冰具有巨大的应用前景,引起了研究者的广泛关注。但超疏水表面是否可以有效地防除冰,是否可以真正地投入应用,尚存在争议。本文对超疏水表面在防除冰领域的研究和发展进行梳理。本文介绍了超疏水表面的主要制备方法及其典型应用,探讨了超疏水表面疏水性与疏冰性之间的关系,指出超疏水表面的疏水性是疏冰性的必要但不充分条件。从静态与动态防除冰两个角度出发,详细讨论了超疏水表面在延迟结冰、抑制结霜、降低冰黏附强度、极端条件下液滴弹跳,以及动态环境下防除冰的机理及其研究现状;介绍了两类新兴的外场复合超疏水表面防除冰技术,并讨论了超疏水防除冰表面目前的问题以及未来发展方向。