风力涡轮机叶片经常被冰雪覆盖，这不可避免地降低了其发电效率和使用寿命。近年来，超疏水表面因其在防冰/除冰方面的潜在价值而引起了广泛关注。然而，超疏水表面在低温下很容易从Cassie-Baxter转变为Wenzel，限制了其广泛应用。

在此，西南科技大学Guoqiang Li，中国空气动力研究开发中心Senyun Liu，中南大学Kai Yin受白三叶微纳米结构和低表面能所赋予的优异耐水性和耐寒性的启发，通过飞秒激光加工技术和沸水处理方法相结合，制备了一种新鲜结构。

文章要点

1）所制备的疏冰表面铝合金（ISAl）主要由周期性微坑阵列、不均匀微团簇和不规则纳米片组成。这种三尺度结构极大地促进了Cassie−Baxter态的稳定性。 ISAl的临界拉普拉斯压力高达1437 Pa，0℃时表观水接触角（CA）高于150°。这两个因素使其具有出色的防冰和除冰性能。

2）结果表明，静态结冰延迟时间达到2577 s，冰附着强度仅为1.60 kPa。此外，在低温和高相对湿度环境下测试了所提出的ISAl的防冰和除冰能力，以证明其有效性。 ISAl在极端环境下的动态防冰时间长达5小时，并且在水平旋转运动时冰可以以34 r/min的速度快速落下。

3）最后，ISAl具有优异的可重复使用性和机械耐久性，经过15个循环的结冰-除冰测试后，冰附着强度仍然小于6 kPa，CA大于150°。所提出的结构将为风力涡轮机叶片的有效防冰和除冰提供一种有前景的策略。

参考文献

Sensen Xuan, et al, Trifolium repens L.-Like Periodic Micronano Structured Superhydrophobic Surface with Ultralow Ice Adhesion for Efficient Anti-Icing/Deicing, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c07385

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07385