光滑润滑剂注入的表面（SLIPS）在防霜和防冰方面显示出巨大的前景。然而，与结霜树枝相关的较小长度的结垢对润滑剂施加了巨大的毛细吸力。这种压力会耗尽润滑膜，并且不利于SLIPS的功能。

近日，德国马克斯·普朗克聚合物研究所Doris Vollmer，William S. Y. Wong报道了如果注入表面的间隙小于结霜枝晶之间的间隙，则可以防止结霜和结冰时SLIPS中润滑剂耗尽的严重问题。

文章要点

1）研究发现，密集堆积的纳米颗粒可在SLIPS（Nano-SLIPS）中产生最佳尺寸的纳米间隙特征。在Nano-SLIPS中，稳定润滑剂的毛细管压力会平衡或超过结霜枝晶对毛细管的吸力，研究人员称其为：毛细平衡（capillary balancing）。

2）利用共焦显微镜进行的三维空间分析结果显示，经过优化结构的Nano-SLIPS中的润滑剂在整个冷凝（0 °C）、极端结霜（−20到−100°C）和横向冰剪（−10°C）试验中不受影响。此外，这些表面在50次结冰循环中保持较低的冰附着力(10−30 kPa)，展示了下一代防冰表面的设计原则。

William S. Y. Wong, et al, Capillary Balancing: Designing Frost-Resistant Lubricant-Infused Surfaces, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02956

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02956