本技术涉及超疏水表面，尤其是涉及一种高耐久低冰粘附的超疏水表面结构。
背景技术：
1、超疏水表面是一类不易沾水的表面，其表面水滴的接触角大于150°而滚动角小于10°，是通过对自然界荷叶表面进行仿生学研究而制备得到的人工不沾水表面。超疏水表面上的水滴与该表面的相互作用很弱，极易从该表面滚落而不会在表面上粘附或聚集。超疏水表面的不沾水特性使其在自清洁、抗结冰、防污、减阻等领域具有很大的应用价值。
2、结冰是自然界中常见的现象，经常对输电线路、飞行器以及道路安全等造成严重的威胁，需要采用防除冰等手段来克服。目前常用的主动防除冰方法有热气除冰、电热除冰和机械除冰，这些方式能够获得较好的防除冰效果，但需要进行额外的能量输入，导致成本较高。
3、为了解决现有防除冰方法的高能耗问题，引入超疏水表面进行防除冰成为发展趋势。由于超疏水表面的不沾水性能和微观结构特征，水滴与表面的接触面积很小，容易从表面滚落，减少了水滴在表面聚集，因此降低了结冰和冰层形成的机会，水滴在表面的结冰时间也大大延长。因此，超疏水表面具备延迟表面结冰、降低结冰强度、诱导冷凝液滴自弹跳等方面的防冰功能，在几乎不需要外界能量或极少能量输入的情况下能够实现较好的抗结冰效果，是一种有前途的抗结冰方法。
4、目前，超疏水表面应用防除冰，主要存在两个问题。一是表面的冰粘附强度仍然较高，使得表面的冰层不能及时从表面脱离，一旦冰层在表面上形成而未能及时在外界风力/振动/重力等作用下脱离表面，过冷水滴会在冰层表面继续形核生产成为新冰层，使得疏水表面失去作用。二是超疏水表面的耐久性较差，在机械磨损、腐蚀、污损以及多次结冰融冰循环后疏水性会显著下降导致表面失去抗冰性，此时水珠会浸入微纳结构后结冰，造成冰层钉扎在微纳结构当中，反而增加表面的冰粘附强度。目前超疏水表面的结冰融冰循环次数普遍较低，一般小于十次，难以实现较长时间的抗结冰效果。超疏水表面耐久性差的原因是微纳米结构本身很脆弱、容易损坏，同时其低表面能涂层也极易破坏。微纳米结构方面已有一些较好的方法比如激光制备来改善，而低表面能涂层的损坏成为耐久性低的主要问题。比如，采用氟硅烷对微纳结构修饰时，氟硅烷通过羟基与微纳结构表面连接，只能形成单分子层，由此得到的超疏水表面的耐久性差。即传统的超疏水表面仍然存在难以兼顾低冰粘附强度和良好的耐久性的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种能够有效兼顾高耐久性和低粘附强度的超疏水表面。
2、为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：
3、一种高耐久低冰粘附的超疏水表面，包括基底、微米丘、纳米线以及聚合物连接体；所述微米丘有多个，多个所述微米丘周期分布于所述基底的表面；所述纳米线有多个，所述纳米线自所述微米丘的表面伸出，每个所述微米丘的表面伸出多个所述纳米线；所述聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间。
4、在其中一个实施例中，多个所述微米丘呈矩阵排布于所述基底的表面。
5、在其中一个实施例中，多个纳米线成团簇状。
6、在其中一个实施例中，所述基底为金属基底。
7、在其中一个实施例中，所述基底为铜基底、铝基底、钛基底、锌基底或者不锈钢基底。
8、在其中一个实施例中，所述聚合物连接体包覆于各所述纳米线的表面。
9、在其中一个实施例中，所述微米丘的高度为30μm～120μm；和/或，
10、所述微米丘的半高宽为10μm～30μm。
11、在其中一个实施例中，所述纳米线的长度为2μm～20μm；和/或，
12、所述纳米线的直径为50nm～500nm。
13、在其中一个实施例中，相邻的微米丘之间没有连接所述聚合物连接体。
14、在其中一个实施例中，所述微米丘为锥形或柱形。
15、上述高耐久低冰粘附的超疏水表面包括基底、微米丘、纳米线以及聚合物连接体；微米丘有多个，多个微米丘周期分布于基底的表面；纳米线有多个，纳米线自微米丘的表面伸出，每个微米丘的表面伸出多个纳米线；聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间。在上述表面中，微米丘表面的纳米线之间的空隙远小于微米丘结构之间的空隙，聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间，表现为网蓬状结构，这样可以在保留表面疏水性的同时获得较低的冰粘附强度。同时，在使用过程中，当经过融结冰循环之后，表面结构顶端的纳米线可能逐渐折断损伤，但是聚合物连接体能够得以保存，因而可以有效提高表面结构的耐久性。上述表面能够很好地兼顾高耐久性和低粘附强度，能够有效提高超疏水表面的抗结冰性能，对于超疏水表面在抗结冰方面的应用具有重要的拓展意义。
1.一种高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，包括基底、微米丘、纳米线以及聚合物连接体；所述微米丘有多个，多个所述微米丘周期分布于所述基底的表面；所述纳米线有多个，所述纳米线自所述微米丘的表面伸出，每个所述微米丘的表面伸出多个所述纳米线；所述聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间，所述微米丘的高度为30μm～120μm。
2.如权利要求1所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，多个所述微米丘呈矩阵排布于所述基底的表面。
3.如权利要求1所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，多个纳米线成团簇状。
4.如权利要求1所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述基底为金属基底。
5.如权利要求1所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述基底为铜基底、铝基底、钛基底、锌基底或者不锈钢基底。
6.如权利要求1所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述聚合物连接体包覆于各所述纳米线的表面。
7.如权利要求1～6中任一项所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述微米丘的半高宽为10μm～30μm。
8.如权利要求1～6中任一项所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述纳米线的长度为2μm～20μm；和/或，
9.如权利要求1～6中任一项所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，相邻的微米丘之间没有连接所述聚合物连接体。
10.如权利要求1～6中任一项所述的高耐久低冰粘附的超疏水表面结构，其特征在于，所述微米丘为锥形或柱形。
