磁场-光热协同调控的微结构阵列表面及其防除冰性能研究

【作者】 陈如楠； 刘明； 陈少华；

【机构】 北京理工大学前沿交叉科学院； 北京理工大学空天科学与技术学院；

【摘要】 结冰现象普遍存在于低温、高湿度环境中,如何高效、低能耗防除冰已成为表界面领域广泛关注的问题。本文设计并实验制备出异质分区微结构阵列表面,通过外加磁场和光热效应的协同调控,实现了主被动耦合高效防除冰。首先,基于3D打印技术与多步倒模法,将微尺度磁性颗粒与光热颗粒分别填充在相间的微结构内部,分别赋予其磁驱力学形变与光热升温性能。其次,外加磁场调控磁响应微结构产生弯曲大变形而隐藏于光热微结构阵列之间,使表面呈现疏水特性;同时利用光热效应使直立状态的微结构表面升温,降低冰-固界面黏附强度。最后,释放弯曲微结构储存的弯曲变形能,将表面冰粒高效弹离,实现主动被耦合防除冰。研究结果可为新型智能、功能化防除冰技术的发展提供新思路。更多还原