光滑潤滑劑注入的表面（SLIPS）在防霜和防冰方面顯示出巨大的前景。然而，與結霜樹枝相關的較小長度的結垢對潤滑劑施加了巨大的毛細吸力。這種壓力會耗盡潤滑膜，并且不利于SLIPS的功能。

近日，德國馬克斯·普朗克聚合物研究所Doris Vollmer，William S. Y. Wong報道了如果注入表面的間隙小于結霜枝晶之間的間隙，則可以防止結霜和結冰時SLIPS中潤滑劑耗盡的嚴重問題。

文章要點

1）研究發現，密集堆積的納米顆?？稍赟LIPS（Nano-SLIPS）中產生最佳尺寸的納米間隙特征。在Nano-SLIPS中，穩定潤滑劑的毛細管壓力會平衡或超過結霜枝晶對毛細管的吸力，研究人員稱其為：毛細平衡（capillary balancing）。

2）利用共焦顯微鏡進行的三維空間分析結果顯示，經過優化結構的Nano-SLIPS中的潤滑劑在整個冷凝（0 °C）、極端結霜（?20到?100°C）和橫向冰剪（?10°C）試驗中不受影響。此外，這些表面在50次結冰循環中保持較低的冰附著力(10?30 kPa)，展示了下一代防冰表面的設計原則。

William S. Y. Wong, et al, Capillary Balancing: Designing Frost-Resistant Lubricant-Infused Surfaces, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02956

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02956

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