中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室材料表界面團隊通過多層復合制備一種具有電熱疏水潤滑效果的薄膜材料。該材料由底層的自粘性聚酰亞胺基膜、中間電熱層和最外側(cè)的疏水自潤滑防護層組成，具有表面發(fā)熱均勻、電熱功率可調(diào)、機械強度高和易粘接置換的特性，同時表面疏水-潤滑，具有優(yōu)異的抗污染、自清潔、自潤滑的特性。

裝備表面冬季結(jié)冰是困擾工程技術領域的一大難題，因為結(jié)冰問題造成的重大事故災難時有發(fā)生，特別是在飛機航空領域。目前飛機防冰除了飛機起飛前為機身噴灑的臨時性保護的防冰液以外，飛機機翼的防冰主要是通過將飛機高溫尾氣引入機翼部位，為機翼迎風面加熱來實現(xiàn)飛機在高空穿越云層時的防冰，這就需要機翼內(nèi)部復雜的管路，這與當前飛機輕量化的目標相違背。電熱涂層是一個很好的解決方案，將薄薄的涂層材料(微米級別)涂覆在機翼前緣，通過改變涂層厚度和調(diào)節(jié)施加電壓可以實現(xiàn)電熱功率(表面溫度)控制。因為聚酰亞胺具有高強度、耐高溫和優(yōu)異的電絕緣性能，將其作為基膜，在刮涂機上通過刮涂工藝在該基膜上將導電涂料涂覆上，保證整個膜面厚度的均勻一致性，最后在電熱涂層表面噴涂團隊自研的疏水潤滑防護涂層，對電熱膜進行保護。整張膜可以在實驗室或者車間完成，電熱涂層厚度完全由設備控制，保證了涂層厚度和膜面電熱功率的均勻性。此外，該薄膜最外層使用了團隊自研的高分子樹脂材料，該材料具有優(yōu)異的疏水、自潤滑效果，水滴在表面接觸角大，很難在表面附著，在較小風速下即可實現(xiàn)液體自脫離，避免雨滴蒸發(fā)帶來的能量損耗。該種材料為飛機機翼防冰、風電葉片防冰提供了新的思路。

近年來，該團隊在光-電熱防/除冰材料領域開展了系列工作。比如，通過隔熱層-導熱層-光熱層的多層結(jié)構(gòu)設計，制備了高效率的光熱除冰涂層材料，可以實現(xiàn)低光照強度和部分區(qū)域輻照下，即可實現(xiàn)整個表面的全部加熱；通過光-電熱復合，實現(xiàn)白天光熱除冰，夜晚(雨雪天氣)電熱除冰的全天候光電一體化防冰涂層；制備了光熱多孔材料，將光熱能力聚集于輻照區(qū)域，實現(xiàn)低溫(-30 ℃)、低光照強度(0.3個太陽輻照強度)的表面永不結(jié)冰。

(來源：中國科學報)