摘要

超疏水表面因其独特的自清洁、抗腐蚀、防冰及防雾等特性，在工程技术领域引发广泛研究关注。本研究团队围绕超疏水表面的制备工艺与性能调控展开系统性研究，重点探讨生物启发设计、激光加工表面改性、多层次结构构建、复合涂层设计及其多场景应用潜力。通过模拟荷叶、玫瑰花瓣及捕虫草等自然生物表面的微纳分级结构，构建具有特殊润湿行为的超疏水界面。采用激光加工技术在铝合金表面制备类捕虫草毛发的高低肋状微结构，实现了超疏水性与定向水传输功能的协同调控，该表面在雾滴收集效率上较传统结构提升显著，展现出在沙漠地区雨水收集及微流体传输系统中的应用价值。研究团队还开展了多层次结构设计与复合涂层技术的探索。通过激光加工构建铜表面的微纳多级结构，实现了超疏水特性，且在-10℃低温环境下表现出显著的延迟结冰效应（结冰时间延长超2小时）。在复合涂层体系研究中，采用激光预处理、纳米颗粒自组装与电刷镀技术结合的工艺，在碳钢表面制备Ni/SiC复合涂层，其腐蚀速率较未处理基底降低四个数量级，同时保持超疏水性能，揭示了多材料协同增强在提升表面综合性能中的关键作用。本研究团队通过多方法集成制备了系列高性能超疏水表面，系统揭示了微纳结构-化学组成-环境响应性之间的构效关系，验证了其在雾滴收集、防冰防护、腐蚀抑制等领域的应用可行性。研究结果表明，通过跨尺度结构设计与化学界面工程的协同优化，可实现超疏水表面性能的精准调控。未来研究将聚焦制备工艺的规模化适配、极端环境下的性能稳定性提升，以及在航空航天、新能源、环境治理等领域的工程化应用拓展，为超疏水技术的产业化提供理论与技术支撑。
 

超疏水,激光加工,多场景