在生活和生产中的很多场合，如挡风玻璃、汽车、航空、可再生能源发电和基础设施等，玻璃表面在低温下的积冰是一个困扰人们多年的难题，很有可能带来安全隐患或者降低设备的使用性能；而通过简单的电加热、化学制剂或机械清除等方法抑制或除去积冰，则会有高能耗、高成本、破坏性和环境不相容性等问题。最近，来自苏黎世联邦理工学院的科学家利用等离子体超表面材料（plasmonic metasurface）在增强光吸收方面的优势，提出采用超薄的“金属-介电”混合涂层作为被动除冰和防冰的可行方案，其唯一的热源是可再生的太阳能，可广泛应用于需要较高透明度的场合。该涂层是由电介质（二氧化钛）中的金纳米粒子包裹体组成，可在极小的纳米尺度上实现太阳能的宽带吸，并通过合理的纳米涂层工程设计，实现了介质透明度和光吸收的平衡。研究表明，这一涂层设计使其温度增加了 10°C以上，能够在结冰形成初期延迟冻结、降低冰粘附性，从而抑制了霜冻的形成（防冰）。通过精心设计等离子体超表面的结构，能够达到透明度和光吸收的平衡，实现了环境兼容、太阳能驱动的除冰和结冰抑制。相关成果发表在近期的《ACS Nano》上。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02719

来源：两江科技评论