超疏水表面在防冰领域展现出显著潜力，但在低温、高湿及动态冲击条件下难以维持Cassie-Baxter态的问题，严重限制了其实际应用。清华大学材料学院激光材料加工研究中心钟敏霖、范培迅团队近期开发了一种金属倒角超疏液结构，通过微米级T型柱阵列与密集的纳米线构建多级倒角结构，实现传统纳米效应与倒角效应的协同强化。这种金属倒角结构兼具稳健的Cassie-Baxter状态与增强的防冰性能，显示出巨大的应用潜力。研究团队对基于上述原则设计制备的倒角结构的防冰性能进行了全面系统评估，证明了其在低温下具有优异的Cassie态稳定性和防冰性能：不仅具有高达1665Pa的临界拉普拉斯压力，而且展现出迄今为止最长的延迟结冰时间、超低冰粘附强度以及非凡的疏冰耐久性。液滴在-17℃和70%相对湿度的条件下保持不结冰超过600分钟，直至完全蒸发。初始冰粘附强度低至1.6kPa，并在长达100次的除冰循环后＜25kPa。此外，在结融化循环实验中该倒角结构能够发生从Wenzel态到Cassie态的自发去湿转变。为了揭示其增强防冰性能的作用机制，团队通过原位观测结冰过程的三相界面运动及能量分析，证明了其表面的液滴优先固定在微结构盖子的下角处，该行为协同提升了热力学能量势垒与结构阻力，从而确保了更高的Cassie态稳定性和更好的抗冰钉性能。该研究工作不仅验证了倒角结构在低温下的有效性，更通过结构设计与制备工艺的创新，为构建高稳定性的防冰表面建立了新思路。相关研究成果以“稳健防冰的倒角超疏液金属结构”（Re-entrant Super-Repellent Metallic Structures for Robust Anti-Icing）为题，于8月19日在线发表于《先进科学》（Advanced science）。