微粗糙度和低表面能抗冰表面由于其超疏水性和低的冰粘附力而引起了研究人员的极大兴趣。然而，通过模板方法快速制备具有微结构的超疏水表面一直是进一步应用的瓶颈。在这项工作中，将负载石墨烯（GP）的四氧化三铁作为磁性纳米粒子引入聚丙烯（PP）基体中，作为超疏水抗冰/除冰表面的热载体。采用微注射成型和磁场吸引力相结合的方法，制备了微结构的PP/GP/Fe₃O₄表面。利用多物理场耦合模型分析了磁引力的定向迁移。磁场吸引力将微柱的高度从85 μm提高到150 μm，并使表面保持高的水接触角（153°）和稳定的润湿特性，而且，微结构高度的提升可延长光路，使光在表面微结构之间进行多次反射，实现高效的光吸收。与纯PP表面相比，复合材料表面的光热性能显示温度从环境94℃在67 s内在一个太阳照射强度1 kWm⁻²并将冰粘附强度从30 kPa减少到9 kPa。由于超疏水表面具有优异的被动抗冰和主动除冰性能，因此，人造光热超疏水表面的实际应用有望成为可能。

图1. (a) 外磁场下的微注塑成型PP/GP/Fe3O4复合材料的过程示意图

该工作发表在Applied Thermal Engineering (https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.120810)

文章信息：Anfu Chen*, Guofeng Qin, Hang Gu, Jing Li, Chaozong Liu, Hanxiong Huang, Caihong Lei, Zhengrong Zhang*. Magnetic-Directed Fillers Migration during Micro-Injection Molding of Magnetic Polypropylene Nanocomposite Surfaces with Uplifted Light Trapping Microarchitectures for Freezing Delay and Photothermal-Enhanced De-Icing. Applied Thermal Engineering, 2023, 230, 120810. IF:6.4