近日，北京理工大学前沿交叉科学研究院数据流体课题组和仿生表面与界面课题组共同提出一种利用外加磁场激励铲除微结构表面冰粒的防/除冰新方法，以“Micro-Scale Ice Shoveling Effect Induced by Magnetic-Responsive Microfins”为题发表在材料顶级期刊《Advanced Science》。

结冰现象普遍存在于低温、高湿度环境中，给人类的工业生产和实际生活带来了诸多不便，甚至在能源动力、航空航天、交通运输、电力通讯等领域会酿成灾难性事故。因此，寻求高效的防/除冰新方法并实验制备这种具有环境适应性和机械稳定性的新型防/除冰表面引起了国内外科学界和工程界的广泛重视，已成为国际前沿研究问题。

该研究构建了一种磁场驱动表面微结构产生可逆力学形变进而铲除冰粒的防/除冰方案。研究中实验制备出一种可在磁场驱动下产生可逆力学大变形的多级微结构阵列，表面呈现超疏水特性；利用微结构阵列的非均等力学形变，可将表面冰粒高效铲除；进一步探讨了不同温度下的冰粘附强度、结冰延迟时间以及冰粒尺寸、结冰温度对除冰效果的影响。理论分析表明，系统的输入（磁场）、输出（除冰能力）为线性关系，易于调控。

课题组与航空工业气动院深度合作，表面已进行旋翼外场结冰缩比模型试验，防除冰效果得到进一步验证。研究成果可为未来新型防/除冰技术与装备的发展提供技术支撑。

论文第一单位为北京理工大学，北京理工大学陈奕屹博士和刘明副教授为论文共同第一作者，浙江大学邓见教授、西北工业大学侯向辉教授和北京理工大学毛雪瑞教授为论文共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目的资助支持。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202408594