清华大学吕存景团队：力学与微结构调控突破冰-固界面粘附强度极限

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在严寒的冰雪天气条件下，飞机、输电线及其他关键基础设施表面的结冰问题不仅会带来安全隐患，还会导致显著的能源损耗，因此，防除冰问题一直是工程技术领域的一个重要研究方向。传统的防除冰方法通常依赖加热技术，但这一方法往往伴随着高能耗和系统复杂性。一种理想的解决方案是开发具有超低冰粘附强度的表面，使得设备（如飞行器，图 1A ）在运行过程中，表面冰层能够在外界风力或设备自身机械振动下自发脱落（即“自除冰”）。若一目标得以实现，将显著降低系统的能耗和复杂性，将从根本上改变防除冰领域的面貌。 以正常飞行的民航客机（飞行速度约 900 公里 / 小时）为例，若依靠飞行过程中外界风力对冰层施加的剪切力来实现“风吹自除冰”，则冰与材料表面的粘附强度 τ ice 需要降低至 0.1 kPa ！然而，尽管近年来科研人 ………………………………