基于仿生各向异性结构的表面及其覆冰定向脱离调控

本项目拟基于各向异性结构的生物表面对浸润性实现方向性调节的机理，结合现有的低表面能有机材料，研究、设计和制备依赖各向异性结构实施方向浸润性调节功能的疏水/冰表面。突破目前研究超疏水表面仅在常温、干燥条件下适用的限度，拟探究适应临界冰点状态及高湿度极端条件下依赖微观结构调控的超疏水-冰特性的表面，并借助各向异性结构在不同方向的粘滞差异特性，实现对初态覆冰的方向脱离引导功能。通过模拟高湿度下水凝结在冷表面形成冰的条件，研究初态覆冰在各向异性含冰液-固-气三相界面的动态行为特征，探究各向异性结构对含冰三相界面的非对称低粘滞在不同方向上的微观调控机制。通过该项目研究，拟初步建立各向异性微/纳米结构引发的方向性超疏冰模型，为工业用电网、航空飞机机身和民用制冷机等表面的防覆冰问题的解决提供有价值的参考。

项目围绕课题任务计划书，开展了各向异性结构的生物表面对浸润性实现方向性调节的机理，结合现有的低表面能材料，研究、设计和制备依赖各向异性结构实施方向浸润性调节功能的疏水/冰表面。探究了适应临界冰点状态及高湿度极端条件下依赖微观结构调控的超疏水-冰特性的表面，并借助各向异性结构在不同方向的粘滞差异特性，实现对初态覆冰的方向脱离引导功能。通过模拟高湿度下水凝结在冷表面形成冰的条件，研究初态覆冰在各向异性含冰液-固-气三相界面的动态行为特征，探究各向异性结构对含冰三相界面的非对称低粘滞在不同方向上的微观调控机制。通过研究，拟初步建立各向异性微/纳米结构引发的方向性超疏冰模型，为设计新型防覆冰表面提供了基础，并为工业用电网、航空飞机机身和民用制冷机等表面的防覆冰问题的解决提供有价值的参考。.现已超额完成任务，经费使用正常。累计共发表论文14篇，其中12篇被SCI检索。申请专利2项。培养研究生5人，青年教师1人.