中南大学陈梅洁等《AFM》：光子-界面工程协同设计实现高效被动式防/除冰与建筑采光

主要观点总结

透明材料在建筑和农业温室中扮演重要角色，但存在季节性挑战。中南大学陈梅洁副教授团队通过多层结构设计开发了透明光热超表面（TSTM），具有光谱辐射特性和界面润湿性协同调控的能力，解决了现有研究面临的问题。该超表面通过结构设计实现了紫外/近红外吸收和可见光透射的平衡，并具备低发射率、超疏水性以及防除冰性能。研究成果发表在《Advanced Functional Materials》上。

关键观点总结

关键观点1: 透明材料在建筑和农业温室中的核心功能及面临的挑战

透明材料用于采光照明，但单一光谱辐射特性导致无法应对季节变化。夏季过热和冬季结冰是主要问题。

关键观点2: 透明光热超表面（TSTM）的开发与特点

TSTM通过多层结构设计实现光谱辐射和界面润湿性协同调控。包括透明基底、铯钨青铜层、环氧树脂层、银纳米线层和二氧化硅层。具有紫外/近红外吸收、可见光透射、低发射率、超疏水性及防除冰性能。

关键观点3: TSTM的光谱辐射特性和光热管理性能

TSTM具备宽波段光谱选择性，实现出色的采光和热管理性能。可见光高透射、紫外/近红外吸收和低辐射损失，有效提升界面加热和防除冰效果。

关键观点4: TSTM的防除冰性能和自发去润湿转变

TSTM的多尺度表面结构和光热效应耦合作用，赋予其自发去润湿转变和防除冰性能。冻结的冰滴在融化后可恢复疏水性，降低界面附着力，促进冰层/霜层的快速融化脱离。

关键观点5: 研究成果的发表和影响

研究成果以“Transparent Solar Thermal Metasurface for Efficient Anti-icing/Deicing and Indoor Light Management”为题发表在《Advanced Functional Materials》上，为智能透明超表面的开发提供了创新性技术路径。