第十五届全国表面工程青年学术会议

冰层堆积会影响设备表面性能，如何提升材料表面的长效抗结冰、除冰性能，是当前亟待攻克的关键难题。本研究开发出一种MWCNTs/TiN复合超疏水涂层，该涂层兼具光热响应与电热响应双重功能，可满足全天候、低能耗的抗结冰/除冰需求。在1.5倍太阳辐照强度或25V电压条件下，该涂层表面可在180秒内快速升温至52.7℃或91.6℃。这种双模式加热机制能实现优异的无源抗结冰效果，显著延缓结冰进程——在-10℃环境下，结冰延迟时长可达1099秒。在主动除冰方面，该涂层的冰附着力较低：借助25V电压可使冰滴在39秒内脱落；在1.5倍太阳光照强度下，冰滴则可在123秒内完全融解。本研究的核心创新在于引入了一种节能型脉冲式除冰策略，与连续加热模式相比，该策略可大幅降低能耗——在15V电压、80%占空比条件下，可节省能耗75.8焦耳。通过优化脉冲参数，在25V振幅、20%占空比条件下，综合效益提升幅度可达最大值59.5%。本研究不仅为开发全天候、低能耗、高耐用性的防冰/除冰表面提供了创新性解决方案，还凸显了脉冲驱动策略在优化能源利用方面的巨大潜力。
 

微纳结构；超疏水；光热转换；防除冰