近日，我校机械工程学院助理教授刘黎明在表面防冰领域取得重要进展，研究成果以“Anti-/Deicing Membranes with Damage Detection and Fast Healing”为题，作为封面论文发表在国际著名期刊Advanced Functional Materials上。刘黎明为论文第一作者，香港理工大学教授王立秋为通讯作者，广西大学机械工程学院为论文第一完成单位。该研究得到了广西青年基金、广西人才专项基金和广西大学科研基金等项目的支持。

在极端气候条件下，冰雪积聚对电力传输工作站、风力涡轮机叶片等关键设施造成严重力学失稳影响。传统的防、除冰方法存在诸多限制，而超疏水表面因其延迟结冰时间和降低冰粘附强度的特性而备受关注。然而，在经历机械损伤后，超疏水材料会暴露亲水位点，导致冰晶局部积聚引起冰-固互锁，防冰性能大幅下降，此外，防冰表面与复杂结构的共形性和结合强度也是值得考虑的问题。基于此，研发集超疏水、大变形、裂纹诊断和愈合以及全天候防/脱冰等功能于一身的膜基材料（S-TPU-F-CB），对于实际应用中的复杂结构表面或大变形场合下的防冰需求具有重要意义。

研究中首次提出了基于电热效应的实时损伤检测与修复方法以提升防冰表面的机械耐久性。该研究利用激光加工方法，结合电热效应和红外热成像技术，实现了基于焦耳热动态分布的超疏水表面秒级损伤检测和可视化自修复过程。依据灯泡亮度和相应电流值变化，分别从定性和定量角度观测到电热修复过程，损伤区域的润湿性从高粘附的Wenzel态恢复为低粘附的Cassie态。

在模拟全天候防/脱冰应用中，在-15℃、相对湿度60%条件下，防冰表面在0.1 Wcm-2模拟太阳光辐照和10V电压协同作用下的融冰时间为30s。通过建立防/脱冰过程中的界面传热模型，分析了界面处气-液-固相变机理，以及结构间隙内固-液-气三相接触线的变化规律。借助防冰表面的共形能力，在铸膜阶段可将其完美贴合在输电线缆表面，实现了在1个太阳的辐照下，输电线缆在94秒脱霜，并恢复超疏水润湿态。

近3年来，刘黎明开展超润湿微纳功能表/界面在防冰、防污和液滴操控等领域内的基础与应用研究。如开发空间非均相润湿仿生结构以解决飞行器表面的积冰问题；利用跨尺度仿生策略解决极端环境下（冻雨、湿雪）的冰-固互锁难题；开发智能识别液滴pH值的Janus多孔膜以保护农作物和农业环境。入职以来以广西大学为第一单位在Advanced Functional Materials、Chemical Engineering Journal等期刊发表多篇学术论文，已申请国家发明专利3项，承担广西科学基金2项。