冷凝微滴自驅(qū)離納米仿生界面近年來(lái)已經(jīng)引起科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注，因?yàn)檫@種新型傳熱傳質(zhì)界面可用于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高性能相變基熱控器件以滿(mǎn)足電子器件日益增長(zhǎng)的散熱需求、研制更節(jié)能環(huán)保的熱泵/空調(diào)換熱器以及開(kāi)發(fā)其它新型的節(jié)能熱控系統(tǒng)。眾所周知，熱泵/空調(diào)換熱器的翅片表面在低溫潮濕環(huán)境下很容易凝露結(jié)霜并堵塞其狹窄風(fēng)道，這一問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效率嚴(yán)重惡化，而且現(xiàn)有通過(guò)高能耗加熱來(lái)除露化霜的方式也會(huì)導(dǎo)致能源的極大浪費(fèi)。因此，通過(guò)金屬表面納米加工技術(shù)創(chuàng)新來(lái)解決這一行業(yè)難題并研制出更節(jié)能的空調(diào)/熱泵換熱器是非常有意義的。

最近，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員高雪峰團(tuán)隊(duì)首次提出并證實(shí)：利用冷凝微滴自去除納米仿生界面并結(jié)合間歇式微熱空氣流輔助加熱可實(shí)現(xiàn)材料表面持續(xù)無(wú)霜。相比于現(xiàn)有的高能耗加熱除霜技術(shù)，這種新型的納米仿生技術(shù)及低能耗無(wú)霜策略原理上可大大降低空調(diào)/熱泵的運(yùn)行能耗，這種納米仿生技術(shù)與工程技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新思路為研制更節(jié)能的空調(diào)/熱泵換熱器奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料界面》雜志上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 8976?8980）。

在此基礎(chǔ)上，如何開(kāi)發(fā)實(shí)用化表面納米加工技術(shù)來(lái)賦予鋁材表面冷凝微滴自去除功能就成為科研人員急需攻克的技術(shù)難題。針對(duì)這一技術(shù)難題，他們提出了一種多步電化學(xué)陽(yáng)極氧化與化學(xué)腐蝕相結(jié)合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鋁表面陽(yáng)極氧化鋁棒?孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的可控制備，經(jīng)低表面能化學(xué)修飾后，展現(xiàn)出非凡的小尺度冷凝微滴自去除功能。這種鋁材表面納米加工技術(shù)的突破為進(jìn)一步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)更節(jié)能的空調(diào)/熱泵鋁翅換熱器奠定了基礎(chǔ)。特別指出的是，我國(guó)空調(diào)產(chǎn)量已占到全球總產(chǎn)量的70%以上，在當(dāng)前我國(guó)能源環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻的大背景下，未來(lái)進(jìn)一步開(kāi)展這種新型冷凝微滴自去除功能納米鋁材的工程化研究并在此基礎(chǔ)上研制出新一代更節(jié)能的空調(diào)/熱泵換熱器將意義重大。相關(guān)工作已發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料界面》雜志上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 11079?11082）。該工作得到了科技部國(guó)家重大研究計(jì)劃、中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金以及蘇州納米所所長(zhǎng)基金的大力資助。

圖1. (a,b)冷凝微滴自去除功能納米樣品；(c)納米樣品在間歇式微熱氣流加熱輔助下可實(shí)現(xiàn)持續(xù)無(wú)霜；(d)光滑對(duì)照樣品經(jīng)間歇式微熱氣流加熱后無(wú)法除霜，霜層隨時(shí)間逐步加厚。

圖2. 鋁基表面陽(yáng)極氧化鋁棒?孔復(fù)合結(jié)構(gòu)及冷凝微滴自驅(qū)離功能

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