A Bioinspired Micro‐Grooved Structure for Low Snow Adhesion and Effective Snow‐Shedding

材料科学 结冰 除雪 纳米技术 粘附 复合材料 环境科学 气象学 物理
作者
Zexiang Yan,Zeyu Kong,Yalin Tang,Kun Zhang,Yang He,Weizheng Yuan
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (21): e2500839-e2500839 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adma.202500839
摘要

Abstract Many outdoor devices require effective snow prevention solutions, yet existing passive anti‐icing technologies are inadequate for snow repellency due to the variability of snow properties. This study addresses this gap by proposing a bioinspired micro‐grooved anti‐snow structure that minimizes van der Waals forces through reduced contact area and mitigates capillary effects via a V‐shaped design, facilitating the separation of liquid water at the interface. Snow‐shedding performance is shown to be highly sensitive to surface roughness, with the periodic smoothness of micro‐grooves significantly reducing mechanical interlocking with snow. In contrast, hierarchical superhydrophobic structures strongly interlock with ice grains, preventing spontaneous snow‐shedding even at extremely low adhesion forces. By embedding superhydrophobic nanoparticles into the micro‐groove structure, this study presents a multifunctional design that integrates anti‐icing, anti‐snow, and water‐repellent properties. Experimental results demonstrate that the structure effectively balances adhesion reduction and snow‐shedding performance, showing promising potential for photovoltaic solar power systems and large‐scale architectural applications.
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