金属基超疏水表面的制备技术研究新进展

吴春亚，黄俊杰，李曦光，吴佳昊，侯 博，陈明君

(1. 微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学), 哈尔滨 150080；2. 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 哈尔滨 150080)

金属材料广泛应用于建筑、船舶、桥梁、电力等行业，但在使用过程中，金属材料由于存在腐蚀、结冰等问题而影响设备的使用性能[1-2]，甚至出现安全隐患。 据统计，由于结冰引起的飞行事故占飞机重大安全事故的9%。 2014年12月，长期在温暖海域活动的韩国海军驱逐舰崔莹号抵达俄罗斯海参崴后，整个舰体上层建筑被冰霜覆盖，大量海水在舰艇表面结冰，导致舰艇重心变化，致使主体倾斜。 对于潜艇、鱼雷等完全浸没在水中运动的航行体而言，由于常年行驶在大海中，其表面被海水腐蚀后，更容易被海洋生物攀附，导致行驶阻力大大增加，航速受限。 在日常生活中也存在类似问题。空调在冬天制热时经常会由于室外机换热器结霜而被迫停止运行；户外天线表面由于积雪引起的信号接收不良、天线损坏；冰箱内胆表面凝聚冷凝水造成的结霜、结冰也都是生活中经常遇到的困扰。 造成上述隐患的原因归根于固体表面的一项重要特征——润湿性[3]，它是由材料表面的化学组成和微观几何结构共同决定的[4-5]。 一直以来，科研人员对于如何调控固体材料表面的微纳米结构，实现对其润湿特性(如超疏水性)的控制表现出了极大的兴趣。

超疏水表面是指表观接触角大于150°，滚动角小于10°的一类特殊表面层[6]，因其具有优异的超拒水性能，在日常生活和军事装备中应用前景非常广阔。……