清华大学在超疏水表面结冰融冰基础现象研究方面取得重要进展

清华大学材料学院钟敏霖教授团队在超快激光制备的特殊微纳米结构超疏水表面上，首次发现液滴可以在结冰与融冰循环中实现Wenzel状态到Cassie状态的自发转变，澄清了转变的机理，明确了转变的3个设计准则和形成条件。这一发现，对于润湿性理论研究尤其是超疏水表面的自清洁、抗结冰等广泛应用具有重要学术和技术价值。

钟敏霖教授团队采用超快激光烧蚀和化学刻蚀等方法制备了4种不同微纳结构的超疏水表面（即规则微米柱-纳米颗粒二级表面、微米凸起-纳米颗粒不规则二级表面、微米柱单级表面以及化学刻蚀不规则微纳米表面），开展系统的结冰和融冰研究，发现在超快激光制备的规则微米柱-纳米颗粒二级超疏水表面上，液滴在结冰与融冰循环后可以自发地恢复到原始的Cassie状态，其接触直径恢复率和接触角恢复率高达97.8%和98.5%，并且融化后的液滴在3.7°的倾角下即可快速脱离，而其他表面均无法自发从Wenzel状态恢复到Cassie状态。

2022年1月19日，该研究成果以Spontaneous dewetting transitions of droplets during icing & melting cycle为题发表在Nature Communications上。论文由钟敏霖教授团队独立完成，得到国家重点研发计划项目、清华大学自主科研计划项目、国家自然科学基金项目和防除冰技术联合研究中心项目支持。