摘要

防除冰技术对于减少冰冻灾害造成的经济损失及人员伤亡具有重要意义。其中光热除冰技术由于节能环保的优势,受到防除冰领域的广泛关注。然而,在航空航天和风力发电等实际应用中,由于制备难度大、光热效率低等因素,光热除冰表面的发展仍然受到限制。受昆虫复眼形状启发,通过飞秒激光修饰处理铝合金板,制备一种具有优异光热性能的超黑光热阱结构表面。通过高深度(≥50μm)凹坑阵列结构促使光线在结构内部多次反射,有效提升了结构表面光热吸收能力。试验结果显示,在一个标准强度的太阳光照射下,结构表面5 min内可从25℃升温到60.1℃,温度上升幅度高达35.1℃。此外,经氟化改性后可储存气穴的凹坑阵列结构表面结霜结冰时间相比裸铝表面延迟40 min以上,且表面优异的超疏水性可使融化后的冰水快速滑落。与传统光热除冰技术相比,这种通过飞秒激光构建微结构而无须复合光热材料的策略,为光热防/除冰表面的制备提供了新思路。