1 引言

    在交通運輸、航空航天、電力通信等領域，基體表面結冰給人類和社會帶來很大危害和安全隱患。如道路結冰影響行車安全，增加發生交通事故的幾率； 電纜電線結冰，將導致承重過載而斷裂； 飛機表面結冰，可能會引起飛機的操縱性和穩定性等性能降低，威脅飛行安全。目前國內外通常采用物理法（ 如機械除冰、加熱除冰） 、化學法（ 如噴灑鹽水、抗結冰劑） 和被動防冰三種除冰方法，前兩種方法存在工作強度大、效率低、污染環境及受時間空間的限制等諸多問題； 被動防冰主要是在基體表面通過構建抗結冰功能涂層，減少冰對基體表面的黏附力和覆冰量。這種涂裝功能涂層的方法相對物理法和化學法具有成本低、耗能小、易于實施等特點，是一種理想的防冰方法，具有極大的應用價值。目前所使用的抗結冰涂層存在問題較多，不能滿足社會的要求，因此抗結冰涂層的研究已成為當前國內外一個重大而緊迫的課題，備受關注。本文總結了抗結冰涂層領域近年來取得的一些重要研究成果，并對抗結冰涂層目前存在的問題和發展趨勢進行了分析，以期為抗結冰涂層的研究提供一些研究思路。

    2 涂層的抗結冰原理

    抗結冰涂層材料研究的關鍵問題是降低或消除涂層表面冰的黏附力，減少覆冰量。經過國內外50多年的研究表明，影響冰黏附力的因素比較復雜，主要可以從涂層表面的化學組成和表面的粗糙程度（ 微觀結構） 來考慮降低冰黏附力，達到抗結冰目的。

    基體表面結冰與其和水分子的相互作用力有關，分子間作用力越大，冰的黏附強度就越高。親水表面與水相互作用力較大，容易吸附水分，會加速結冰； 而疏水表面則具有抗結冰性能。因此通過改變涂層表面的化學組成，降低涂層的表面能，可減少冰的黏附力。有研究發現，酰脲等化學官能團可以減少氫鍵聚集，干擾涂層表面與冰層之間類液層（ liquid-like layer） 分子的有序排列，從而降低冰與基體表面間的黏附力，因此在設計和制備涂層時，也可適當引入這類官能團提高抗結冰能力。除此之外，也可以在涂層中包覆抗結冰劑或具有潤滑性的油脂類等低分子物質，在應用過程中，緩慢釋放到表面來抑制冰的形成或黏附。

    涂層表面粗糙度也是決定冰黏附強度的重要因素之一。表面具有合適的微觀結構和一定的粗糙度，不僅可提高表面的疏水性能，延遲冰晶的出現，而且可吸留空氣，造成冰/ 基體界面的應力集中，使之發生裂紋并擴大，冰黏附強度因之降低。另外，涂層表面具有適當的應變性（ 柔韌性） ，有助于降低冰的黏附。在一定的外力作用下，涂層會產生某種內應力，使冰也易于產生裂紋，從而降低冰的黏附力。

    3 抗結冰涂層的研究進展

    目前國內外研究的抗結冰涂層，從抗結冰原理以及影響冰黏附力這兩個方面來講，可分為犧牲性涂層、疏冰涂層和超疏水涂層三大類。

    3. 1 犧牲性涂層（ sacrificial coatings）

    犧牲性涂層，即表面釋放出小分子量的低表面能油脂類物質，起到潤滑的作用，或者釋放出抗結冰劑，降低水的凝固點，在冰與涂層表面間形成一層薄薄的水膜，致使冰不易黏附到涂層表面。

    Simendinger 等［13］利用三種含有不同官能團的聚硅氧烷和環氧樹脂為基體，加入抗結冰劑（ 如乙二醇、多元醇、脂肪酸等） ，通過交聯固化得到互穿網絡型（ IPN） 聚合物涂層，抗結冰劑可遷移到涂層表面，從而使涂層具有抗結冰性能。Ayres 等［14，15］首先通過溶膠-凝膠（ sol-gel） 法，用鈦酸異丙酯（ TIP） 與三丙二醇（ TPG） 或丙三醇反應形成有機-無機雜化的鈦基先驅體（ 圖式1） ，然后與可交聯的環氧基聚合物復合制備了一種抗結冰緩釋涂層。詳細研究了涂層的使用壽命和三丙二醇或丙三醇釋放速率，并解釋了釋放的機理。通過低溫下冰風洞實驗表明，該涂層能夠抑制冰的成核和黏附，具有良好的抗結冰效果。

    犧牲性涂層的抗結冰性能優異，從20 世紀50年代就已經有相關的研究報道，但是犧牲性涂層應用局限性比較大，并且不能夠長久使用，需要定期涂裝； 另外，釋放出的低分子油脂、抗結冰劑等對環境有害。

    3. 2 疏冰涂層（ icephobic coatings）

    疏冰涂層，即可以減少冰在涂層表面的粘結，降低冰的黏附強度的涂層。冰的黏附力降低到一定程度時，冰在自身重力或者外部空氣動力的作用下從涂層表面脫落而達到抗結冰的目的。目前疏冰涂層主要是指低表面能涂層，其主要組分是含氟（ F） 、硅（ Si） 的聚合物，含氟和有機硅的材料是自然界所有物質中已知表面能最低的兩種材料，具有低吸水性和低的冰黏附強度。

    3. 2. 1 含氟低表面能涂層

    含氟材料中氟原子吸引電子和束縛電子云的能力強，碳氟鍵（ C—F） 的鍵能高、難極化，這一特性導致其表面能極低，使氟材料具有很好的憎水憎冰性、憎油性、耐沾污性和自潤滑性等突出的性能。含氟材料抗結冰性能的研究開始于20 世紀50 年代，通過高溫燒結成型的方法制備聚四氟乙烯（ PTFE） 涂層來提高基體表面的抗結冰性能。但是，研究發現，水分子能緩慢滲透到燒結成型的PTFE 涂層中，導致抗結冰性能下降。因此PTFE 涂層不具備長時間抗結冰能力，而且這類涂層由于成型方法的原因也不易大面積應用。Wang 等選用PTFE、含氟聚氨酯、氟硅橡膠為原料通過燒結成型、旋涂等方法制備了幾種含氟疏冰涂層，通過測試其冰剪切強度和覆冰量系統地研究了該系列涂層的抗結冰效果。研究結果表明： 在低溫條件下（ － 8℃） ，光滑的含氟聚合物涂層表面可顯著降低冰的黏附強度，而具有粗糙結構的含氟涂層表面能夠減少覆冰量。 Farzaneh 等利用化學電鍍的方法將PTFE 沉積到鋁表面，通過詳細探討電化學反應過程中反應溫度、電壓大小和電解質的種類與濃度等因素對涂層表面疏水性能的影響，得到了接觸角高達140°的PTFE /Al2O3涂層，與純鋁表面相比，該涂層的冰剪切強度可降低60% ，多次使用仍具有良好的抗結冰性能。

    基體表面的潤濕性常常用水接觸角（θ） 來表征，低表面能涂層通常具有較大的θ，水難浸潤涂層表面，與涂層表面的粘結強度小，從而減小了冰在表面的聚集； 按照熱力學的觀點，水與冰的表面能相當，因此許多科研人員試圖建立涂層表面的潤濕性（接觸角θ） 與冰的黏附強度之間的關系，但是多項研究結果表明，這兩個參數之間并沒有確切的關聯。Meuler 課題組利用聚二甲基硅氧烷（PDMS） 、氟橡膠（ Tecnoflon） 、氟化多面體低聚倍半硅氧烷（ fluorodecyl POSS ） 、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 、聚甲基丙烯酸乙酯（PEMA） 、聚甲基丙烯酸丁酯（PBMA） 和聚碳酸酯（PC） 等聚合物為原料，在不銹鋼表面制備了不同類型的涂層，詳細研究了冰黏附強度與涂層表面潤濕性的關系。結果表明，對于光滑平面涂層冰的粘結強度（τice） 與涂層表面對水的潤濕性參數（ 1 + cosθrec，θrec為水的后退角）成良好的線性關系（ 如圖1 ） ，線性相關系數R2 =0. 92，線性回歸方程為：

    由此可見，根據Meuler 課題組的研究結果，可以通過測量水的后退角，很容易地預測光滑涂層的抗結冰性能。

    3. 2. 2 有機硅低表面能涂層

    一般情況下，有機硅材料的表面能高于含氟材料的表面能，典型的有機硅材料如PDMS，其表面能為21mN /m; 而含氟材料的表面能最低可達到6. 7mN /m，但是通常有機硅涂層比含氟涂層具有更低的冰黏附強度。Murase 等認為水中H 原子與含氟材料中F 原子之間的相互作用力大約是與—CH3和Si—O間的作用力的三倍，水在含氟材料表面往往會出現非常大的滾動角，即水易于附著于其表面，導致含氟涂層具有較高的黏附強度。Jellinek等采用浸涂的方法制備了一系列PDMS-b-PC 嵌段共聚物涂層，研究了PDMS 鏈段分子量及分布對涂層的冰黏附強度影響規律。認為冰黏附強度除了與材料的表面能有關外，還與材料的玻璃化轉變溫度（Tg） 及涂層表面的柔韌性有關。PDMS 的Tg比較低，涂層的柔韌性比較好，有機硅涂層表面結冰后，當受到拉伸或壓縮時，有機硅分子在表面移動，涂層表面會產生某種內應力，使冰層產生裂紋，導致冰黏附強度的降低。

    2007 年，Chuppina 等發表文章，以物理化學的觀點闡述了設計有機硅抗結冰涂層的理論基礎，從熱力學角度給出了聚合物材料的化學組成與結構對涂層表面抗結冰性能的影響。然后從應用的角度指出，抗結冰涂層除了應該具有低的冰黏附力外，還需要與被保護的基材具有高的結合力，因此認為有機硅抗結冰涂層是典型的梯度涂層（ gradientorganosilicate coatings） ，梯度涂層的形成是由于聚合物基體存在熱力學不相容的鏈段發生微相分離所致，材料的化學組成、基材的性質、固化的速率共同決定了相分離的程度和涂層結構。

    美國NuSil 公司研制出一種有機硅R-2180 抗結冰涂層，與其他公司的抗結冰涂層（ 美國Kisscote公司研制的MegaGuard LiquiCote、美國Microphase Coatings 公司的Phasebreak B-2 和ESL、美國S＆A Fernandina 公司的RIP-4004 以及加拿大21st Century 公司的Urethane-51PC951） 相比，R-2180涂層冰附著力非常低，冰剪切強度僅為19—50kPa（ 圖2a 所示） 。經過加速老化實驗（ 刮擦、熱老化、濕老化以及鹽霧） 后仍保持較低的冰剪切強度（ 圖2b） ，具有優秀的抗結冰性能。但是有文獻指出，美國NuSil 公司的有機硅抗結冰涂層屬于犧牲性涂層，涂層表面釋放出未固化的低分子量有機硅分子抑制冰的粘結，不宜長久使用，因此限制了該涂層的推廣應用。

    冰與水在基體表面的黏附依賴于它們與基體表面的作用力，這些作用力包括靜電吸引、范德華力和氫鍵等，其中氫鍵的作用最為顯著。Petrenko等通過制備親/疏水性不同的自組裝單分子層研究了氫鍵對水和冰黏附力的影響，結果表明，氫鍵增多，冰的黏附力隨之增大。結合有機硅材料在抗結冰領域的優點，Norman 等以端氨基聚硅氧烷為基體材料，與二酰氯（ 馬來酰氯、富馬酰氯等） 、二異氰酸酯（ TDI） 和二氨基化合物等小分子有機物在四氫呋喃等溶劑中反應，制得含有酰脲-酰胺基團的聚硅氧烷共聚物（ 結構式如圖式2 所示） ，適當調整反應物的加料方式和順序，聚硅氧烷酰脲-酰胺（ polysiloxane-ureide-amide） 可以是無規共聚物，也可以是嵌段共聚物。將聚硅氧烷酰脲-酰胺溶液噴涂在各種類型的基材表面制備出了綜合性能優異的抗結冰涂層。該涂層材料中引入的酰脲基團可降低水分子氫鍵聚集的能力，從而干擾了氫鍵間的結合能，破壞了冰的形成和黏附。

    通過調節聚合物中酰胺基團的含量，可改變聚硅氧烷酰脲-酰胺中結晶區和非晶區（ 無定形） 的比例，從而調整涂層的軟硬度。另外，合成此類聚合物時，可在分子鏈中引入活性雙鍵，通過硅氫加成或Michael 加成將三烷氧基硅烷等基團引入聚合物中，增加涂層對基材的附著力。此方法所用的反應物多，涉及多步化學反應，需要嚴格的化學計量和后處理，否則產物中可能殘留未反應單體，影響涂層的抗結冰性能。

    Bhamidipati 等利用相變技術制備了一種有機硅相變涂層，涂層由疏水性樹脂（ 如有機硅樹脂、有機硅-環氧樹脂、有機硅-聚酯樹脂、有機硅-聚氨酯樹脂等） 和具有特殊結構的有機硅氧烷小分子相變材料組成（ 如圖式3 所示） 。在聚合物基體中摻入有機硅相變材料使涂層能阻擋冰的粘結，其原理是有機硅相變材料受冷時出現固-固相變導致體積發生變化，當涂層表面上的水結冰時，放出的潛熱又使有機硅相變材料的體積恢復常態，因而影響冰的粘結，具體過程如圖3 所示。

    有研究表明，將氟和有機硅結合制備的氟硅低表面能涂層比單一的含氟或有機硅的低表面涂層具有更低的冰黏附力。Murase 課題組指出，涂層中的含氟和有機硅組分間產生的協同效應有助于降低表面冰的黏附力。他們認為，這主要是由于涂層表面中含氟和有機硅組分的水分子定向以及相互作用力或結合能不同，擾亂了冰/ 涂層表面間類液層的有序排列，導致涂層表面的冰黏附力降低。

    低表面能涂層表面比較平整光滑，以楊氏方程描述的理論模型為依據，通過改變涂層基體材料的化學組成或結構，引入低表面能含氟或有機硅等的官能團降低涂層的表面能，提高水接觸角，從而達到憎水抗結冰之目的。但是在光滑平面上通過化學方法降低涂層表面的自由能來提高其疏水性的效果是有限的，水接觸角一般很難超過120°，其涂層的抗結冰性受環境（ 如濕度、結冰條件、溫度等） 影響很大，不能滿足諸多應用的要求，有較大的局限性。冰風洞實驗證實，在一定的溫度、風速以及濕度條件下，如果水滴不斷撞擊涂層表面，一旦在涂層表面結上一層很薄的冰，涂層就會失去作用，水滴將會在其表面不斷結冰、積累； 而且靜態冰剪切實驗結果表明，相對于基體表面（ 未涂覆涂層） ，低表面能抗結冰涂層并不能使冰在自身重力或自然空氣動力作用下自動脫落，不能真正起到抗結冰的作用。因此近年來，國內外學者正在開展功能表面即超疏水涂層的抗結冰性能的研究。

    3. 3 超疏水涂層（ superhydrophobic coatings）

    超疏水表面水的接觸角大于150°，滾動角小于10°。隨著表面科學技術的發展以及研究手段的提高，超疏水表面制備方法眾多，如等離子體處理法、刻蝕法、溶膠-凝膠法、氣相沉積法、模板法、自組裝法和溶劑-非溶劑法等。其獨特的表面特性在自清潔、防污、防冰雪等領域具有極大的應用價值，受到了國內外學者的關注，其中超疏水抗結冰涂層研究已成為當前最活躍的研究主題和熱點問題之一。超疏水涂層的抗結冰原理是基于超疏水表面的憎水性能和微觀結構，減少水滴與涂層表面的接觸面積，延緩水滴在涂層表面的結冰時間； 同時超疏水表面還可以限制水滴在涂層表面的附著，使得水滴不易在涂層表面積累，而是在未結冰之前就已從涂層表面滑落，減少了冰形成的機會。

    依據Wenzel 理論和Cassie-Baxter 理論，水滴在超疏水表面有三種不同的潤濕狀態（ 如圖4 所示） ，即Wenzel 狀態、metastable 狀態和Cassie-Baxter 狀態。潤濕狀態不同，表面的抗結冰性能也存在很大差異。Wenzel 狀態為完全潤濕狀態（ 圖4a） ，接觸角雖然也很高，但表面的接觸角滯后比較大； 圖4b 所描述的潤濕狀況則是表面凸起處于部分潤濕的狀態，也就是通常所說的亞穩態（ metastable） ; 處于Wenzel 狀態和metastable 狀態的表面接觸角滯后都比較大，導致了液滴與表面凸起間比較大的粘結作用力，因此表面的抗結冰性能均不理想。然而Cassie 狀態（ 圖4c） 是水滴懸著于表面的粗糙結構之上，對于表面上的粗糙結構間的空間無任何潤濕，表面的接觸角滯后非常小，水不容易黏附，因而抗結冰性能優異。因此如何設計表面參數（ 化學組成、結構以及表面形貌） ，使超疏水表面處于穩定的Cassie 狀態是目前超疏水抗結冰涂層研究的中心內容。

    2002 年，加拿大學者Laforte 等通過實驗，首次發現超疏水涂層可能具有較低的冰黏附力。Kimura 等采用有機-無機雜化的方法制備了丙烯酸聚氨酯-PTFE 超疏水憎冰涂層（ AIS） ，其表面的鉛筆硬度為2H，水接觸角大于150°。采用側推法在－ 15℃測得涂層冰黏結強度為40kPa（ 普通的聚氨酯涂層為380—400kPa） ，具有較小的冰粘結強度；鋁機翼模型噴涂了AIS 涂層后，在一定風速和濕度等條件下，通過冰風洞實驗觀察在加熱和未加熱條件下表面的覆冰情況，并與聚氨酯涂層（ PU） 進行了對比（ 如圖5 所示） 。結果發現： 未加熱情況下，AIS涂層與PU 涂層覆冰量并沒有明顯區別（ 如圖5b 和圖5d 所示） ; 在一定的熱量輔助下（ 加熱功率84W） ，AIS 涂層表現出優異的抗結冰性能，表面沒有覆冰情況出現，而PU 涂層仍有覆冰（ 如圖5a 和圖5c） 。使用超疏水AIS 涂層可有效節約能源。

    復旦大學武利民課題組利用端羥基聚七氟丁基甲基硅氧烷（ PMSF，Mw = 8 000 g /mol） 與端氫二甲基硅油（ PDHS，Mw = 1 200 g /mol） 及納米二氧化鈦（ TiO2） 復合后，在鉑金屬催化劑（ Karstedtcatalyst） 作用下PFMS 與PDMS 進行脫氫偶聯反應（ 反應如圖式4 所示） ，制備出超疏水氟化硅氧烷/TiO2雜化涂層。當TiO2含量為35% 時，其涂層對水接觸角約為168. 7°，滾動角為0. 7°，通過拉托法測得涂層冰的粘結強度為0. 18MPa，顯示了良好的抗結冰性能。

    Wang 等利用化學刻蝕的方法用鹽酸在鋁表面構建粗糙結構，然后用硬脂酸的丙酮溶液修飾得到了超疏水涂層。該涂層在－ 10℃—17. 5℃ 始終保持接觸角大于150°； 低溫下（ － 6℃） 通過噴灑過冷水實驗顯示： 相比涂覆室溫硫化有機硅涂層和鋁基材表面具有更加優異的抗結冰能力。Jafari 等利用電鍍的方法（ 陽極氧化） 在鋁基材表面首先形成具有微納米結構的Al2O3底層，再利用等離子濺射技術在Al2O3底層上形成PTFE 薄膜，制備出“鳥窩”狀的超疏水涂層，涂層表面靜態水接觸角可高達165°。在一定條件下，通過離心法測試涂層冰的剪切強度，結果表明具有超疏水性的該涂層冰剪切強度比拋光的純鋁表面低3.5 倍，具有良好的抗結冰性能。

    Gao 等首先利用自由基聚合方法以苯乙烯、丙烯酸酯丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯合成出丙烯酸酯共聚物，再用有機硅樹脂（ Dow Corning 840） 對其改性。然后以有機硅改性丙烯酸酯共聚物為基體材料分別與不同粒徑的納米二氧化硅粒子（ 20 nm、50 nm、100 nm、1 μm、10 μm 和20 μm） 復合，通過噴涂的方法制備了一系列超疏水涂層（ 圖6） ，其水接觸角大于150°，接觸角滯后小于4°。通過噴灑過冷水和戶外凍雨實驗分析了二氧化硅粒徑對涂層的抗結冰性能的影響，結果表明，當二氧化硅粒徑在20—50 nm 時，超疏水涂層表面的結冰概率最小（ 覆冰量最低） 。該研究認為納米二氧化硅粒子黏附樹脂基體表面構成了具有微納米的粗糙結構（ 如圖7a所示） ，水滴在其表面的結冰屬于異相成核，涂層的抗結冰性能取決于超疏水表面顆粒的尺寸。依據異相成核理論，粒徑較小時，成核自由能位壘較高，不易結冰（ 如圖7b 所示） ，因而具有良好的抗結冰性最近，Aizenberg 課題組通過離子刻蝕和表面修飾相結合的方法制備了包括蜂窩狀、刀刃狀以及毛刷狀等在內的多種不同表面結構的納米氟硅超疏水涂層。該研究對低溫下水滴撞擊物體表面繼而結冰的過程用高速攝像機進行了拍攝。經過分析發現，當水滴撞擊到納米超疏水涂層表面后，首先會發生延展，而后出現反彈，繼而形成一個球形，在略微離開物體表面后又會再次回來，之后結冰的過程才會開始。相比之下，在一個光滑的、沒有特殊結構性能的表面，液滴會在撞擊后保持分散狀態繼而在其表面結冰（ 如圖8 所示） 。該項研究指出，具有封閉單元的表面微觀結構的超疏水表面能夠經受住水滴高強度的沖擊，而且與水滴的接觸面積減少，防止水滴侵入，即使形成冰后也不牢固，很容易去除。覆蓋有這種納米結構基體表面甚至能夠在－25℃ 到－30℃的低溫下保持干潔狀態而不發生結冰現象。

    4 抗結冰涂層目前存在的問題

    盡管在抗結冰涂層研究領域中取得了一定的成果和進展，但是遺憾的是，迄今為止，世界上還沒有出現完全可以阻止冰形成和積累的功能涂層。目前還存在著一些難題和挑戰需要我們更加深入系統的研究。

    首先，抗結冰涂層的測試方法和測試手段有待于形成統一的規范。從公開的文獻資料來看，材料表面的抗結冰性能表征主要包括冰粘結強度和覆冰量。目前，國內外的各研究機構或研究小組采用的測試方法和手段差別比較大，許多的測試儀器（ 或設備） 和測試條件都是自行設計的，導致材料之間抗結冰性能的測試結果沒有可比性； 即便是相同的材料因測試儀器和測試條件不同，其抗結冰性能也不盡相同，這對材料抗結冰性能系統和深入的研究，發現材料抗結冰的規律都帶來一定的困難。

    其次，材料表面的抗結冰性能除了與表面的化學組成與結構有關外，還與表面的微觀結構和粗糙程度有關。Kulinich 課題組指出，超疏水涂層表面的微觀結構機械強度差，隨著使用次數的增多，容易遭到破壞導致冰層與涂層表面的實際接觸面積增大，涂層冰剪切強度升高，從而使抗結冰性能顯著下降（ 如圖9 所示），不能滿足長期使用的要求。如何保持超疏水涂層抗結冰性能的持久性也是當前迫切需要解決的問題。

    目前，抗結冰涂層材料的研究尚處在實驗研究階段。雖然科學家們已經制備了多種抗結冰涂層表面，但值得注意的是，這些抗結冰涂層具有很大應用局限性和使用條件的單一性。例如在高濕度條件下，超疏水涂層的抗結冰性能并不理想。

    Varanasi 等先利用光刻技術在硅片表面形成粗糙結構，然后用十三氟辛基三氯硅烷進行表面修飾制備出規整“柱狀”（柱的寬度、柱間的間隔以及柱的縱橫比分別為15μm、30μm 和7μm） 結構的超疏水涂層。低溫下通過環境掃描電鏡（ESEM） 發現，隨著環境水蒸氣壓力的增加（濕度增加） ，表面的柱頂、柱的側面、柱底都會發生結霜現象（圖10所示） ，致使涂層表面超疏水性質發生改變，疏水性能下降，最終會導致涂層表面冰粘結強度增大，喪失抗結冰性能。眾所周知，環境中結冰現象是一種受濕度、溫度、空氣對流以及風速等因素決定的綜合物理現象，因此，制備出綜合性能優良、全天候的抗結冰涂層，還需要大量的研究工作。

    在抗結冰機理方面，雖然已經了解材料的抗結冰性與材料表面的化學組成與結構、表面形貌有關，但尚未建立材料化學組成、表面微觀結構與抗結冰性之間的確切關系，對材料表面/水分子相互作用機理還未完全清楚，這些也都有待于進一步深入研究。

    5 結語

    抗結冰涂層可以用于電纜、通訊線路、石油鉆井平臺、風力發電的漿葉和飛機等領域，具有廣闊的應用前景。抗結冰涂層的研究經歷了從犧牲性涂層、疏冰涂層到近年來受到極大關注的超疏水涂層，雖然有較大的進展，但仍有許多問題亟待解決，相信隨著表面科學的不斷發展，研究方法、手段的不斷增多，機理研究的不斷深入，功能化涂層在抗結冰領域的研究和應用一定會取得令人矚目的成就。

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責任編輯：王元

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