自适应光热超疏水模块化单元，用于防/除冰电磁窗户

《Advanced Functional Materials》：Adaptive Photothermal Superhydrophobic Modular Unit for Anti-/De-Icing Electromagnetic Window

光热超疏水表面与自适应频率选择结构（FSS）结合的电磁窗口设计，通过Co3O4纳米针和烷基硫醇钝化技术实现快速排水、延迟结冰（1328秒）及高效光热融冰（30秒）。FSS模块可定制电磁波传输/吸收，兼顾雷达隐身（2-18GHz透射率>90%）与热调控。该集成可扩展方案为航空航天表面防护提供新思路。

　　

摘要

在高海拔地区运行的飞机需要具备防冰/除冰功能以及电磁兼容性。光热超疏水表面由于其快速排水、延缓结冰和光热除冰的特性，提供了一种节能的解决方案。然而，这些表面的高反射率往往无法满足严格的电磁要求。本文设计了一种自适应频率选择表面（FSS），该表面采用光热超疏水模块单元构成图案阵列，作为防冰/除冰的电磁窗口，可以调节电磁波的传输或吸收，从而实现雷达隐身和光热控制功能。基于等面积图案化的几何-电磁协同设计进一步优化了光热填充因子与宽带微波透明性之间的平衡。模块单元使用Co₃O₄纳米针实现高效的局部太阳能加热，并通过烷基硫醇处理获得持久的超疏水性。经过优化的模块在1太阳光照射下，能够将结冰延迟时间延长至1328秒，并在30秒内实现快速光热除冰，同时在2–18 GHz频段内保持超过90%的雷达透射率。这种集成且可扩展的解决方案结合了先进的热管理和雷达隐身技术，为航空航天表面防护提供了可靠的方法。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。