引用格式：
Zhang P, He S, Zhang L, et al. Durable bionic honeycomb slippery liquid-infused porous surfaces with anti-icing and water-collecting properties[J]. Chemical Engineering Journal, 2024, 490: 151478.
图1. 仿生蜂窝状光滑液体注入多孔表面的制备流程图。
图2. 展示出了通过在Zn片上激光蚀刻制备的不同形状的蜂窝状网状结构（a1-f1）以及水热生长的ZnO纳米结构（a2-f2）的SEM图像。
图3. 激光蜂窝状Zn片和松针纳米ZnO以及硬脂酸改性ZnO的XPS和XRD图谱（a）蜂窝状Zn片和硬脂酸改性松针ZnO的XPS图谱（B）显示了Zn和ZnO涂层的未改性Zn2p XPS图谱。(c)以及（d）通过XRD进一步分析水热生长后的表面组成，所述XRD是激光蚀刻后和ZnO的水热生长后的XRD图案。
图4. 由于雾水收集导致的润滑剂损耗和剪切下的润滑剂损耗的示意图。(a)和（B）分别是样品在10分钟水收集之前和之后的润滑剂变化量以及水收集之后润滑剂消耗的速率。(d)和（e）分别是样品在旋涂机上以1000-7000 rpm旋转20秒后润滑剂变化的量和润滑剂消耗的速率。(f)是剪切力消耗装置的示意图。
图5. 流沙冲击试验。(a-e)圆形、三角形、正方形、五边形和六边形微孔在0 - 100次流沙冲击中的CA变化与无微孔对照组的对比示意图。(f)是一种流沙冲击装置的示意图。
图6. 润滑剂在不同形状微孔中的毛细作用示意图。(a-e)分别为圆形、三角形、正方形、五边形和六边形微孔的示意性结构。(f)激光蚀刻微孔示意图。
总结与展望
充油表面的增强液滴滑动和疏水性非常强，充油表面的润滑层是天然屏障，降低了液滴的成核潜力，提高了集雾效率。它减少了液滴与物料之间的热交换，减少了冰核的成核位置，有效地延长了冻结时间，大大减少了冰的粘附。然而，在恶劣环境中充油表面的润滑剂损失问题难以解决。本工作通过激光刻蚀六边形蜂窝状微孔结合水热法生长松针状ZnO，将微米级和纳米级结构组装在一起，依靠微孔的毛细作用和蜂窝状结构稳定的力学性能实现润滑剂的锁定，提高其耐久性。与没有微孔的水热表面相比，在经历10分钟的雾状水收集之后，润滑剂的消耗速率降低了近6%，并且收集的水量也显著增加。剪切下润滑剂的消耗速率降低了近10%。在-10 ° C下，液滴结冰时间从120 s延长到560 s，具有显著的延迟结冰效应，并且冰在涂油表面上的粘附力远低于原始的初级样品，在十次防冰循环后仍然很低，因此证明了蜂窝状多孔网涂油表面的耐久性显著增加。基于简单的绿色反应、低成本和环境友好的化学品，耐用的假定蜂窝状多孔网状表面有效地改善了润滑剂损失并增加了耐用性。
相应的成果以“Durable bionic honeycomb slippery liquid-infused porous surfaces with anti-icing and water-collecting properties”为题发表在Chemical Engineering Journal上，文章的通讯作者是湖北大学郭志光教授。
中国民用航空飞行学院何强教授团队依托高高原航空安全验证实验室与四川省全电通航飞行器关键技术工程研究中心等省重平台，主要研究方向为表面防除冰，航空橡胶密封等。欢迎相关文献投稿，交流合作。
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