具有高防冰性能的飞秒激光加工无涂层超疏水金属表面

超疏水表面（SHS）作为一种有效的被动防冰方法，可以减少低温环境下金属表面的结冰。然而，多数SHS通常存在由于有机物修饰在恶劣环境下易老化，从而导致防冰性能下降或完全失效的严重问题。本文采用飞秒激光掺杂制备微结构的方法，同时对铝合金的表面成分和结构进行改性，最终实现铝合金表面无涂层的超疏水防冰效果。与未加工铝合金表面和传统的氟硅烷改性铝合金表面相比，激光掺杂的铝合金表面具有较低的热导率和仿生蚁丘群（BAT）结构，使得其具有良好的延迟结冰时间（803.3 s）和较低的冰附着力（16 μN）。此外，这种本征超疏水金属表面在防冰性能方面也表现出优异的环境耐久性。这项研究证明了超疏水表面设计的有效性，而不需要有机涂层就能够提高防冰能力。